Читайте также: |
|
±x22dJ2/dt ± I^idtJj/dt2 ± L22d2J2/dt2±,..., Ht = Jilnii±JjlniJ±...±xudJi/dt±xijdJjldl ±
±Lud2Jj/dt2 ± L0d2Jj/dt2±,...,
(9)
±Tffl2^2/A±...±;mm<i/m/A±
±Хт|Л,/Л2± 1т2Л2/Л2±...± Imm d2JmIdt2.
В модели можно учесть и количество изделий на рынке ИСТиО:
С] = J2 /«и ± JiJ2/ni2 +...± тп J{ dJxldt ±
±x]2j{ dJ2ldt ±luj" d2Jx/dt2 ±ll2J* d2J2/dt2 ±,...,
C2 = J2J\ln2X ±J2ln22 ±...± т2| У2' dJxldt ± x22J2 dJ2ldt ± ±L2lJ2d2J]/dt2± L22J2 d2J2/dt2±,
Q = ^,?/«д ± JjJjlnij ± -i T» J^dJildt ± т,., У/ <£/y/A ±
± £щ./,* d2J,. /A2 ± ^- J/ rf27y id2 ±,...,
(10)
Cm = JmJ\/"m[±JmJ2/"m2± -^m^mm ± X«.I Jm <*Jxdt± ±Xm2J„ dJ2ldt±...
± '»» Л,' ^ n ldt± Lm] Jm' d2Jx tdt2 ± Z.m2 Ут' ^2У2 /А2 ± ...±Lmmd2Jmidt2,
где У,, /2' ■■• - Jp ■■■ ~ информация об объеме ИСТиО /-го вида на рынке, измеряемая в относительных единицах с учетом минимально интересующего ЛПР объема ИСТиО ДЛ(., т.е. Ji=A/AAj (это необходимо для совмещения в одной модели ИСТиО различного вида, измеряемых в различных единицах и с разной точностью: до единиц, десятков, сотен, тысяч и т.п.; АА. определяет единицу измерения и выбирается ЛПР);
пИ - объем поставок "ИСТиО соответствующего вида;
п.. - объем поставок ИСТиО i'-го вида при наличии на
рынке ИСТиО j-ro вида;
J-, 3" - отражают динамику изменения У. для ИСТиО г'-го
вида;
х;(. - минимальное время реакции рынка на новый вид
ИСТиО при отсутствии изменений спроса на иные ИСТиО;
т(/. - то же при наличии изменений спроса на единицу про-
дукции j-ro вида;
LSi - квадрат минимального времени изменения спроса на
единицу продукции j'-ro вида;
Ly - то же при наличии изменений спроса на продукцию
у'-го вида;
dJ/dt nd23j/dt2 - скорость и ускорение изменения соответствующих Сх hCl.
Рассмотренная модель позволяет исследовать значимость исследуемого изделия на рынке по сравнению с аналогичными или заменяющими его.
С помощью модели вначале оценивается У(. с учетом выбора AAjiL л|7при выполнении условия Zn^ Затем оценивается взаимное влияние посредством расширения объема рынка и(..; при этом
зет"59 465
л,,, добавляется к пи, а знак «+» или «-» в (8) - (10) зависит от того, является ли j-й вид ИСТиО дополнительным к >му, т.е. сопутствующим товаром или, напротив, конкурирующим.
Модель организации сложной экспертизы для управления проектами сложных технических комплексов *. При проектировании сложных технических комплексов, таких, например, как информационно-управляющие системы (ИУС), ГАЛ, корпоративные информационные системы (КИС) и т.п., возникают проблемы выбора их конфигурации и комплектации с учетом конкретных условий применения, а также выбора очередности проектирования их компонентов. При разработке и реализации проекта возникают проблемы сравнительного анализа его вариантов, корректировки выбранного из них в процессе его реализации.
Эти проблемы связаны с необходимостью оценки эффективности вариантов реализации ИУС, ГАЛ и других сложных технических комплексов (СТК). При этом поскольку в современных условиях научно-технического прогресса существенно сократился жизненный цикл СТК, желательно предусмотреть возможность оценки не только на этапе разработки технического задания, но и в процессе технического проектирования.
При заключении договора на проектирование и при разработке технического задания необходимо прежде всего предоставить заказчику и разработчику возможность оценивать варианты проекта как исходя из их технических характеристик, так и в отношении экономической эффективности, т.е. возможности реализации с наименьшими затратами.
Часть характеристик СТК можно оценить количественно, но ряд критериев не поддается количественной оценке, т.е. требует качественной экспертной оценки. Кроме того, количественные критерии оценки, как правило, разнородны, и возникает проблема сопоставимости критериев или получения обобщенной оценки.
В результате возникает необходимость создания системы организации сложной экспертизы проектов технических комплексов, основанной на использовании методов структуризации, позволяющих расчленить большую начальную неопределенность на более обозримые части, и информационного подхода, который позволяет получать оценки степени влияния проекта или его компонент на реализацию требований заказчика и приводить раз-
* Модель разработана в 1997 г. аспиранткой СВ. Широковой {7].
нородные критерии (количественные и качественные) к единым информационным единицам, что помогает сопоставлять их или получать обобщенные оценки для сравнительного анализа.
На рис. 5 приведен пример, иллюстрирующий организацию оценки вариантов ИУС с учетом требований заказчика (верхняя часть рисунка) и возможностей НПО, разрабатывающего ИУС; показаны возможные варианты реализации ИУС из компонент, на разработке которых специализировалось НПО (нижняя часть рисунка), и направления влияния различных конфигураций ИУС на выполнение требований заказчика.
Приняты следующие обозначения: АИП - аналоговый измерительный прибор; ГС - графическая станция; ИП - измерительный прибор; ИПН - измерительный прибор наземный; ИПБ - измерительный прибор бортовой; ИУС - информационно-управляющая система; К - компенсаторы; КОР - коррелометры; МЭП - магнитоэлектрический ИП; ПИВИ - прибор для измерения временных интервалов; ПО - программное обеспечение; ППБ - приемо-передатчик бортовой; ППО - прикладное ПО; СПО - системное ПО; СД - сенсорные датчики; УВМ - управляющая вычислительная машина; Ц'ИП - цифровой измерительный прибор; ЭМП - электромеханические приборы; ЭСП - электростатические приборы; ЭДП - электродинамические приборы.
Основу подхода к оценке комплексной эффективности составляет получение соотношения «результаты/затраты» с использованием информационных оценок.
Для оценки могут использоваться такие приведенные в верхней части рис. 5 количественные критерии, как погрешность средств измерений (ИП), вес блока (ВБ), габариты (ГБ), трудоемкость разработки (Тр), стоимость (Ст) и т.п. Но важными являются качественные характеристики, которые могут быть оценены количественно лишь частично (в том числе путем стендовых испытаний), такие, как надежность в изменяющихся условиях (НУ), стабильность характеристик при перегрузках (СП) и т.п. Немаловажными критериями для производителя при выборе заказа являются возможность реализации (ВР) на данный момент, конструктивная однородность компонент изделий (КОИ) и т.п.
При оценке по качественным критериям определяется степень р. влияния /-го варианта проекта или вхождения i-й компоненты СТК (или их совокупности) на реализацию ИУС, которые в соответствии с информационным подходом для удобства дальнейшей обработки преобразуются согласно (1) в оценку потенциала соответствующего варианта проекта или соответствующей компоненты СТК;
30* 467
»i tf„=-*flog(l-/»/),
I
','гдер,.' - степень влияния i'-го варианта ИУС на достижение целей (требо-
\ ваний) заказчика;
Ji qt - вероятность выбора этого варианта.
.'»
В суммарную оценку результатов £Я. включаются как оценки варианта ИУС, полученные исходя из степени влияния их на Реализацию качественных критериев, так и технические характеристики ИУС, приведенные к информационным посредством вычисления относительных оценок pxi.
\ Для оценки затрат наряду со стоимостными могут использоваться натуральные единицы измерения (например, трудоемкость разработки той или иной компоненты СТК, материальные Затраты и т.п.), которые затем переводятся в относительные pTi и ijtfr/, сопоставимые с оценками результатов £ЯП.
Таким образом, эффективность каждого варианта проекта,СТК составляет: Эы = ЪНг1 / £#.,..
Для более полной оценки результатов и затрат может учитываться число вариантов разрабатываемых СТК, число опросов экспертов, число модификаций технических и программных средств СТК, объединенных в оцениваемую группу средств, и т.п., что отражается в оценках введением Jp и обобщенная оценка результатов от внедрения i'-й группы средств Сн = ХУ. Hrj, а оценка затрат на их внедрение Сг/ = 27(.Яг/. Тогда в структуре СТК эффективность каждой группы программных и технических средств
э,. = с„./с,..
Оценки Hrj могут уточняться с учетом степени влияния А>го отдельного средства, входящего в состав группы компонент СТК.
Пример алгоритма для определения эффективности СТК с применением рассматриваемого подхода приведен на рис. 6.
Рассмотренный метод организации сложной экспертизы имеет ряд преимуществ по сравнению с методом решающих матриц и процедурами оценки в методике ПАТТЕРН.
Упрощается получение обобщенных оценок влияния СТК или их компонентов на реализацию подцелей, так как Я., измеряемые в битах, можно просто суммировать (а при обработке вероятностных оценок в других методах приходится применять более сложные процедуры); можно учесть не только pf, но и qt.
В то же время такой способ использования информационных оценок еще не решает всех проблем сравнительной оценки СТК в процессе их проектирования и внедрения и, кроме того, остается необходимость получения экспертных оценок р. на текущий момент, что всегда вызывает затруднения у экспертов - им легче давать прогнозные оценки степени влияния СТК или их компонентов на некоторую перспективу. Тогда используются два способа измерения Я. - через вероятность р{ (1) и посредством характеристик воспринимаемой информации: а) в статике в какой-то момент проектирования СТК в соответствии с (3) Hi = = J/hp б) с учетом процесса внедрения НВВ и его динамики в соответствии с (Зд): Е. = J. I n.t + т. dJi I dt + L. дЯ/. / dt2.
Применительно к данному примеру при вычислении J = A/1 AAf параметр Aj может интерпретироваться как значения критериев, приведенных в верхней части рис. 5.
Значения критериев (в том числе и некоторых количественных) могут изменяться в процессе первого этапа выбора конфигурации изделия, комплектаций и т.п., появления новой информации в процессе стендовых испытаний и т.д.
Эти изменения отражаются с помощью параметров информационной модели:
«у - объем влияния i'-го критерия на оценку потенциала #,при выбранном AAj (т.е. вклад данного критерия в реализацию требований заказчика); «.вычисляется следующим образом: на основе экспертной оценки pt степени влияния /-го критерия на реализацию требований заказчика определяется И. и при известном Jf можно вычислить nt = Jfl Hf,
dJf I dt - скорость изменения значения критерия в процессе корректировки i'-го варианта проекта;
т, - минимальное время изменения критерия (с учетом выбранного &А);
(P-J.i dt2 - ускорение (приращение скорости) изменения критерия;
L- ригидность системы (сопротивляемость изменению критерия), характеризующая стабильность значения критерия, что в ряде случаев является важной характеристикой изделия.
Использование двух способов определения #( позволяет, оценив прогнозную pjk' на конец предварительного этапа отработки варианта проекта СТК, вычислить #Л и п{ = 3.1 Нр а затем по изменению значений критериев определить Ju в различные моменты времени и вычислить значения Нн = Jit I и, на текущий момент по всем учитываемым критериям, которые затем можно суммировать, получать обобщенные оценки СТК, вычислять относительную значимость вариантов проекта СТК.
В дополнение к рассмотренным оценкам для ранжирования критериев можно применить модели, учитывающие взаимное влияние проектов СТК в процессе их реализации. Тогда методика оценки проектов СТК в процессе их разработки и реализации будет включать несколько моделей организации сложных экспертиз, разработанных на основе информационных оценок.
Рассмотренные модели оценки проектов СТК в процессе их разработки и реализации являются основой создания автоматизированного рабочего места (АРМ) для управления проектированием сложных технических комплексов.
Отметим, что в вероятностной оценке pf отражается только контролируемый эффект, который можно учесть с помощью критериев и которым можно управлять. Если при этом удается ориентировочно оценить ожидаемую эффективность от внедрения НВВ в стоимостных единицах (что неизбежно при выделении средств для их экспериментального внедрения), то оценки #,., помогают распределять средства на отдельные компоненты СТК, принимать решения о перераспределении средств в процессе внедрения СТК с учетом хода их внедрения и соответственно о корректировке проекта СТК в целом.
Более подробно рассмотренный подход изложен в [7].
Методы организации сложных экспертиз на основе использования информационных оценок имеют ряд преимуществ по сравнению с методом решающих матриц. Эти методы:
облегчают вычисление обобщенной оценки (при преобразовании оценки р. в Н{ она получается простым суммированием);
обеспечивают возможность учесть не только степень (вероятность)^, влияния /-и компоненты проекта, НВВ и т.п. на реализацию целей (требований к проекту), но и вероятности q. использования этого компонента или НВВ в конкретных условиях;
требуют от эксперта дать оценку степени целесоответствия не на текущий момент, а прогнозную оценку р/ (что эксперт может сделать более объективно);
позволяют поставить в соответствие оценке п.некоторые привычные для управленческих работников показатели (в форме J.f) и оценить с их помощью долю управляемого эффекта;
позволяют организовать управление экспериментальным внедрением одновременно нескольких нововведений, оценивая изменения их вклада в реализацию целей во времени и с учетом динамики внедрения НВВ, хода развития проекта.
• 1. Волкова В.Н. Основы теории систем и системного анализа: учеб.
;, для вузов / В.Н. Волкова, А.А. Денисов. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997. -
' С. 130-145. 2. Волкова В.Н. Методы организации сложных экспертиз:
.< учеб. пособие / В.Н. Волкова, А.А. Денисов. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998.
З.Волкова В.Н. Применение системного анализа при управлении со
зданием и развитием предприятий и организаций: учеб. пособие / В.Н. Вол
кова, А.В. Кукушкин, СВ. Широкова. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002.4. В о л -
к о в а В.Н. Применение методов и моделей системного анализа при управлении
проектами: учеб. пособие / В.Н. Волкова, А.А. Денисов, СВ. Широкова. -
СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002. 5. Ли тв а к Б. Г. Экспертная информация:
методы получения и анализа. / Б.Г. Литвак. - М.: Радио и связь, 1982.
6. Лопухин М.М. ПАТТЕРН - метод планирования и прогнозирования
научных работ/М.М. Лопухин.-М.: Сов. радио, 1971.7. Широкова СВ.
Разработка информационных моделей системного анализа проектов сложных
технических комплексов: метод, указания / СВ. Широкова. - СПб.: Изд-во
СПбГТУ, 1998. ■ В.Н. Волкова, А.А. Денисов, СВ. Широкова
МЕТОДЫ ФОРМАЛИЗОВАННОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СИСТЕМ (МФПС) - класс методов, выделенный в классификации методов моделирования систем (см.). Термин МФПС предложен
, в [5].
В математике непрерывно возникают новые области и математические теории, отмирают или вливаются в другие устарева-
» юпше разделы. Исследованием структуры (или, как принято говорить, архитектуры) математики занимаются многие ученые (см., например, [2, 7, 8, 10, И, 12, 14 и др.]).
Несмотря на то, что в практике моделирования широко используются теория множеств (см. Теоретико-множественные представления), математическая логика (см.), математическая лингвистика (см.) и другие направления современной математики, до сих пор еще не все ученые-математики склонны включать в число математических некоторые из этих направлений. Благодаря работам французских ученых (опубликовавших свои работы под псевдонимом Н. Бурбаки [3]) теорию множеств и математическую логику стали признавать разделами математики, а математическую лингвистику и семиотику часто еще не относят к математике. Поэтому чтобы не обсуждать различные точки зрения (которые постепенно изменяются, развиваются), вместо термина «математические методы» удобнее применять предложенный в [5] термин «методы формализованного представления систем».
Классификации методов формализованного представления систем. В большинстве первоначально применявшихся при исследовании систем классификаций выделяли детерминированные и вероятностные (статистические) методы или классы моделей, которые сформировались в конце прошлого столетия. Затем появились классификации, в которых в самостоятельные классы выделились теоретико-множественные представления, графы, математическая логика и некоторые новые разделы математики. Например, в классификации современного математического аппарата инженера В.П. Сигорского [11] выделены множества, матрицы, графы, логика, вероятности.
В одной из первых классификаций, предложенных специально для целей системных исследований академиком А.И. Кухтенко [9], наряду с выделением таких уровней математического абстрагирования, как общеалгебраический, теоретико-множественный, логико-лингвистический, предлагается рассматривать информационный и эвристический уровни изучения сложных систем.
Имеются и другие классификации (см., например, [13]).
Далее кратко характеризуется классификация Ф.Е. Темнико-ва, предложенная в [5], в которой выделяются следующие обобщенные группы (классы) методов (табл. 1):
аналитические (см.), к которым в рассматриваемой классификации отнесены методы классической математики, включая интег-ро-дифференциальное исчисление, методы поиска экстремумов функций, вариационное исчисление и т.п.; методы математического программирования; первые работы по теории игр и т.п.;
статистические (см.), включающие и теоретические разделы математики - теорию вероятностей, математическую статистику и направления прикладной математики, использующие стохастические представления - теорию массового обслуживания, методы статистических испытаний (основанные на методе Монте-Карло), методы выдвижения и проверки статистических гипотез А. Вальда и другие методы статистического имитационного моделирования);
теоретико-множественные (см.), логические (см. Математическая логика), лингвистические (см. Математическая лингвистика), семиотические представления (методы дискретной математики), составляющие теоретическую основу разработки языков моделирования, автоматизации проектирования, информационно-поисковых языков;
графические (см. Графические представления), включающие теорию графов и разного рода графические представления информации типа диаграмм, гистограмм и других графиков.
Разумеется, в табл. 1 приведены лишь укрупненные группы-направления, конкретные методы которых только в начальный период развития характеризуются рассмотренными особенностями. Эти направления непрерывно развиваются, и в их рамках появляются методы с расширенными возможностями по сравнению с исходными.
Кроме того, в математике постоянно возникают новые направления как бы «на пересечении» методов, отнесенных к упомянутым укрупненным группам.
В частности, на пересечении аналитических и теоретико-множественных представлений возникла и развивается алгебра групп; параллельно в рамках алгебры групп и теории множеств начала развиваться комбинаторика (см.); теоретико-множественные и графические представления стали основой возникновения топологии; статистические и теоретико-множественные методы инициировали возникновение теории «размытых» множеств Л. Заде, которая, в свою очередь, явилась началом развития нового направления - нечетких формализации (см. Нечеткие или размытые множества) и т.д.
Практически невозможно создать единую классификацию, которая включала бы все разделы современной математики. В то же время перечисленные направления помогают понять особенности конкретных методов, использующих средства того или иного направления или их сочетания, выбрать методы для конкретных приложений.
Прикладные классификации МФПС. Для удобства выбора методов решения конкретных практических задач на базе математических направлений развиваются прикладные и предлагаются их классификации.
Так, существуют различные классификации экономико-математических методов, обобщение которых дано в табл. 2. Эта классификация включает прикладные направления, базирующиеся в основном на использовании аналитических и статистических представлений. Однако некоторые из них (модели объемного и календарного планирования, потоковые модели) используют графические методы (сетевое моделирование), а иногда для предварительного описания задачи - теоретико-множественные представления.
Когда начали широко развиваться автоматизированные системы сбора, хранения и поиска информации разного рода, появилась потребность в разработке классификаций методов работы с информационными массивами. Одна из таких классификаций, предложенная в [1], приведена в табл. 2. Эти классификации, напротив, базируются на использовании методов дискретной математики, в основном графических и теоретико-множественных представлений с элементами математической логики.
Классификации, ориентированные на прикладные направления, можно сопоставить с классификациями математических методов, что сделано в табл. 2. Получаемая двухмерная классификация удобна тем, что в нее можно «входить» через прикладные («слева») и через математические («сверху») направления, что помогает при организации взаимодействия проектировщиков и управленческих работников, использующих прикладные классификации, со специалистами-математиками, которые помогут пояснить принципиальные теоретические возможности выбираемых математических методов.
При выборе метода моделирования для постановки принципиально новых задач с большой начальной неопределенностью удобно связать классификацию методов формализованного представления с классификацией систем. В частности, приведенную в табл. 2 классификацию методов формализованного представления систем можно связать с классификацией систем по степени организованности: если предварительный анализ проблемной ситуации показывает, что она может быть представлена в виде хорошо организованных систем (см.), то можно выбирать методы моделирования из классов аналитических и графических методов; если специалисты по теории систем и системному анализу рекомендуют представить ситуацию в виде плохо организованных, или диффузных, систем (см.), то следует обратиться прежде всего к статистическому моделированию, а если не удастся доказать адекватность применения, то искать закономерности в специальных методах (например, в экономике, социологии и т.п.); в случае представления ситуации классом самоорганизующихся систем (см.) следует применять методы дискретной математики, разрабатывая на их основе языки моделирования и автоматизации проектирования, и, как правило, формировать модель, сочетая методы из групп МАИС и МФПС.
Следует подчеркнуть, что любая классификация методов всегда может быть подвергнута критике. Однако, понимая условность классификации, ее все же нужно создавать. Желательно,
1 чтобы такую классификацию формировал коллектив, разрабатывающий и применяющий модель или методику системного анализа. Это позволит ему в более сжатые сроки выбрать методы
■ моделирования для выполнения того или иного этапа методики
(системного анализа.
J Все методы современной математики не может глубоко знать ни один специалист, однако при выборе метода важно понимать особенности того или иного направления и возможности его использования, а выбрав метод, пригласить соответствующих специалистов, владеющих им. Выбор метода зависит от предшествующего опыта разработчиков и управленческих работников. Ошибки в выборе методов моделирования на начальных этапах
1 постановки задачи могут существенно повлиять на дальнейший
i ход работ, затянуть их или привести в тупик, когда решение во-
! обще не будет получено.
, • 1. Автоматизированные системы управления предприятиями: учеб. пособие / Под ред. В.Н. Четверикова. - М.: Высш. школа, 1979. 2. А р х и -текту ра математики/Под ред. Б.В. Гнеденко.-М.: Знание, 1972. 3. Б у р-
, баки Н. Теория множеств/Н.Бурбаки.-М.: Мир, 1965.4.Вол кова В.Н.
< Основы теории систем и системного анализа: учеб. для вузов / В.Н. Волкова, А.А. Денисов. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997. - С. 130-145.
5. Волкова В.Н. Методы формализованного представления (отображения) систем: текст лекций / В.Н. Волкова, Ф.Е. Темников. - М.: ИПКИР, 1974.
6. Волкова В.Н. Методы формализованного представления систем: учеб. пособие / В.Н. Волкова, А.А. Денисов, Ф.Е. Темников. - СПб.: Из-во СПбГТУ, 1993. 7. Гнеденко Б.В. Математика в современном мире / Б.В. Гнеденко.-М.: Просвещение, 1980. 8. Кудрявцев Л.Д. Современная математика и ее преподавание/Л.Д.Кудрявцев.-М.:Наука, 1985.9.Кухтенко А.И.
) Об аксиоматическом построении математической теории систем / А.И. Кух-
; тенко // Кибернетика и вычислительная техника. - Киев: Наукова думка, 1976. - С. 3-25.10. Р ы б н и к о в К. А. История математики: учебник / К. А. Рыбников. - М.: Изд-во МГУ, 1994. П.Сигорский В.П. Математичес-
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 51 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
ЕТОДЫ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА АКТИВИЗАЦИЮ ИС-ОЛЬЗОВАНИЯ ИНТУИЦИИ И ОПЫТА СПЕЦИАЛИСТОВ 1 страница | | | ЕТОДЫ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА АКТИВИЗАЦИЮ ИС-ОЛЬЗОВАНИЯ ИНТУИЦИИ И ОПЫТА СПЕЦИАЛИСТОВ 3 страница |