Декомпозиционный подход к проблеме структурного синтеза

Возможность упрощения КЗС (2) связана с ее фадзификацией и декомпозицией.

Далее будем предполагать, что для каждой подзадачи в соотношении (2) известна адекватная ей пара (3), а для каждой пары связанных подзадач сформулирована (на лингвистическом уровне) соответствующая задача межструктурного интерфейса, определяемая адекватной ей парой (4). Тогда декомпозиционное решение (2) осуществляется по следующей схеме: каждой подзадаче , из (2) ставится в соответствие её ТР, находимое по соответствующей адекватной паре (3), а каждой задаче межструктурного интерфейсаеё ТР, находимое по адекватной паре (4); с помощью найденных структурных интерфейсов проводится агрегатное объединение решений (структур); если для какой-то подзадачи ТР неизвестно, оно ищется как агрегатное объединение более простых решений (модулей) для данной структуры, однако в этом случае возникают задачи их стыковки внутриструктурного интерфейса.

Эта схема может быть описана следующей очередностью операций фадзификации (fuz) задач или факторных множеств, дефадзификации (dfz) нечетких решений или отображений, декомпозиции (dec) задач или отображений по определенным признакам и агрегатизации (agr) решений или результатов отображений:

фадзификация задачи системотехнического синтеза, заключающаяся в переходе от четких исходных данных задачи к нечетким с использованием лингвистических () переменных, при этом упрощение исходной задачи синтеза состоит, с одной стороны, в упрощении описания ее исходных данных с помощью набора лингвистических требовании н особенностей. образующих некоторую адекватную пару, а с другой, в сведении исходнойзадачи синтеза к задаче выбора на некотором, пока неизвестном множестве З_cc допустимых структур;

— декомпозиция отображения по функционально-структурному (ц) признаку в соответствии с представлением исходной КЗС моделью (2), где каждой подзадаче , с известной адекватной парой (3) поставлено в соответствие некоторое, пока неизвестное множество {S₁} ее допустимых структур, а каждой паре связанных задач — задача межструктурного интерфейса с неполной в общем случае адекватной парой;

(7).

— декомпозиция неизвестного отображения по структурно-функциональному (о) признаку, когда i-я структура системы представляется некоторым множеством {S_ik} ее допустимых элементов (модулей), связанных между собой функциональными связями R_i, при этом из-за расчленения (детализации) исходного отображения возможно появление дополнительных требований к модулям и описаний их особенностей по сравнению с исходными, так что.

(8).

— дефадзификация нечеткого отображения по признаку выбора (критерию) д, кода из множества S_ik известных допустимых элементов выбирается единственный элемент (типовой, если решается задача оптимального выбора [3]); признаки выбора различны для разных структур и даже могут различаться для разных элементов одной и той же структуры;

(9).

— агрегатизация выбранных k-х элементов (модулей) i-й структуры системы по признаку у в соответствии с функциональными связями R_i, — см. формулу (6), обозначенная как агрегатное объединение по признаку о и определяемая как объединение известных элементов в i-ю структуру системы с учетом ее назначения и функциональных отношений R_i при этом соединение элементов регламентируется ГОСТ 12.999−84, 22.207−83 на условия их совместимости, (электрической, информационной, конструктивной, метрологической, эксплуатационной); таким образом, агрегатизация является в общем случае нетривиальной операцией;

— дефадзификация нечетких межструктурных связей при выбранных структурах заключающаяся, а выборе типового межструктурного интерфейса по адекватной паре , элементы которой в общем случае уточняются по отношению к исходным благодаря уточненной специфике выбранных структур;

(11).

— агрегатизация выбранных структур системы по признаку цсм. формулу (6), с использованием выбранных межструктурных интерфейсов.

Синтез структур осуществляется в следующей очередности [7].

Основой для разработки является функциональнее структура АСУТП — модель комплексной задачи управления (КЗУ).

(12) ,.

образованная множеством прикладных задач (управления информацией, ее контроля и отображения) и семейством отношений на этом множестве. Среди последних в дальнейших разработках используются унарные отношения, классифицирующие прикладные задачи по признакам их формализуемости, полноты информации для их решения, приоритетности и т. д., и бинарные, характеризующие информационные, временные и другие связи задач.

Получение модели КЗУ (12) является задачей анализа и укладывается (формально) в схему (7), поскольку известные методы такого анализа (дерева целей [8], экспертного опроса и др.) используют лингвистическую информацию. Вместе с тем идентификация структуры (12) для конкретных задач комплексной автоматизации, когда каждая задача З_k получает адекватную математическую постановку, до сих пор не имеет удовлетворительного решения и представляет собой почти не разработанный важнейший раздел теории управлениятеорию идентификации практических задач [9].

Дефадзификация по формуле (8) соответствует в этом случае приданию четкости постановке k-й прикладной задачи и сведению ее по возможности к некоторой типовой математической. Признаками выбора при этом являются степень формализации задачи, полнота исходных данных для ее решения, достоверность и точность данных и др. Так, по степени формализации все задачи из модели (12) можно классифицировать на:

— полностью формализуемые, решаемые автоматически, без участия оперативного персонала (ОП);

— частично формализуемые, реализуемые во взаимодействии ОП — машина (обычно для этого используются системы поддержки принятия решений);

— неформализованные, выполняемые ОП на основании опыта, неформальных соображений, интуиции.

Для задач, разрабатывается алгоритмическая структура АСУТП — модель комплексного алгоритма управления (КАУ).

(13) ,.

где для каждой задачи, или выбирается алгоритм (возможно, типовой) из множества подходящих алгоритмов, при этом исходными данными для такого выбора являются в основном факторы группы отношения формируются из семейства информационных отношений, но с учетом факторов указанной группы.

После формирования алгоритмической структуры (13) становится известным состав массива исходных данных d_k, необходимых для решения k-й задачи по выбранному алгоритму а_k^*, а также специфические требования к данным и особенности источников их получения [см. факторы группы ]. Совокупность данных, учитывающих названные факторы, образует вместе с информационными отношениями прикладную информационную структуру — базу да иных (БД) АСУТП.

(14).

В БД (14) включают также данные, необходимые ОП для решения неформализованных задач.

Каждый алгоритм а_k^* — структуры (13) может быть реализован в виде аппаратного T_k или программного П_k модуля, и реализация КАУ (13) приводит к программной П_o и технической Т_о структурам

.

элементы которых, а также связи, синтезируют не только из элементов а_k. КАУ (13) и связей в структурах (12)…(14), но и с учетом требований и особенностей реализации ПТК АСУТП. Адекватные пары для такого синтеза формируются из элементов групп ,. Получаемые при этом множества возможных вариантов элементов и связей ПТК подвергаются дефадзификации (8), (10) с последующей агрегатизацией (9), (11).

После синтеза ПТК выбирается организационная структура, основное назначение которой согласно логике системотехнического синтеза — решение неформализованных задач, а также обслуживание ПТК.