Russia, Novokuznetsk , Siberian State

The design of multivariant structures, means, systems (MVS) of different content and application as generalization and development of new MVS-trend, caused by the aim of designing the industry research control systems on the base of natural-model blocks are studied. Detailing of MVS has been done to be suitable for scientific applied apparatus of data analysis.

Россия, г. Новокузнецк, Сибирский государственный

Рассматриваются основы построения многовариантных структур, средств, систем (МВС) различного содержания и назначения, как обобщение и развитие нового МВС-направления, обусловленного стремлением к построению производственно-исследовательских систем управления на базе натурно-модельных блоков. Конкретизация МВС сделана применительно к научно-прикладному аппарату анализа данных.

В рамках теории и практики многовариантных структур, средств, систем (МВС) различного содержания и назначения, важное место занимают проблемно-ориентированные многовариантные системы информатики и управления (МвСИУ). К ним относятся многовариантные автоматизированные системы технологических измерений, представления и обработки данных, телекоммуникаций и знаний, регулирования и организации, диагностики, моделирования и обучения. Качественно характерной особенностью каждой МвСИУ является наличие или осуществимость в ней многих вариантных систем (ВС) с их эффективным взаимосовмещением и взаимодействием по всем функциям и видам обеспечения.

Решение инженерных задач до сих пор ориентировано в основном на альтернативно-вариантный или раздельно-вариантный подходы, включая все еще популярные оптимизационные, в конечном счете одновариантные, методы, алгоритмы, решения. Однако такого рода представления на самом деле являются чрезмерно абстрактными и усеченными по отношению к фактически неисчерпаемому разнообразию.

МСВ-направление привело к становлению научно-прикладного направления, именуемого “Анализ данных”, с четким устремлением на интеграцию различных методов (алгоритмов) обработки реальных данных при решении конкретных задач. Основополагающую роль играют интегративно-вариантные, а не раздельно-вариантные факторы. Наряду с улучшением качественных показателей интеграционный эффект выражается в получении качественно новых результатов. Подтверждением этому служат, например, совершенно своеобразное функционирование автоматизированных производственных комплексов со встроенными тренажерно-обучающими и испытательно-наладочными системами с многовариантой структурой.

Входящие в состав МВС разного рода вариантные структуры, средства, системы воплощают возможную вариантность по воздействиям, по преобразованиям, условиям и самим получаемым результатам с надлежащим отражением всех функциональных звеньев и видов обеспечения в широком смысле понимаемых объектов социального, технического или иного уровня. При этом следует избегать распространенного по традиции чрезмерного “тяготения” к материальному содержанию реальных объектов с выпячиванием только напрямую обусловленных им функциональных и обеспечивающих подсистем. В действительности же имеет место двуединство информационного и материального содержания даже для объектов в виде технологических агрегатов промышленного производства. Поэтому рассмотрение вариантов, например, по организационному, методическому, алгоритмическому, программному обеспечениям столь же правомерно и значительно, как и по разнообразному обеспечению материальной природы. Например, производственно-исследовательские системы с многовариантной структурой включают в роли вариантов непосредственно рабочие производственные системы, научно-исследовательские и учебно-исследовательские системы широкого назначения.

В рамках МВС направления сделаны самые разнообразные разработки и реализации применительно к черной металлургии. Тем не менее, ведущая функция остается за производственно-исследовательскими системами на базе натурно-модельных блоков (НМБ), которые содержат действующие реальные объекты в сопряжении с приобъектно-пересчетными математическими моделями (ПМ). Под таковыми понимается обобщающий издавна известные всевозможные формулы, таблицы пересчета класс приобъектных моделей, опирающихся на пересчетное отображение фактического функционирования объектов в оценки реализаций с условно измененными воздействиями и характеристиками этих же объектов. Приобъектно-пересчетные модели осуществляют параллельное вариантообразование по отношению к фактическому поведению действующих объектов, что позволяет в интересующие моменты времени иметь совокупность вариантов траекторий входных и выходных величин. Такого рода параллельное вариантообразование временных рядов данных при их натурном и натурно-модельном формировании оказывается решающим для интегральной автоматизации производственной, испытательной и учебной деятельности.

Применительно к автоматизированным (человеко-машинным) комплексам производственного, учебного и др. назначения разработано базовое представление многовариантой системы с организуемым взаимодействием вариантных систем.

Вариантообъединяющий организационный механизм (ВОМ) наряду с логическими функциями осуществляет количественное оценивание и стимулирование активных взаимодействий по критериям эффективности типа

, (1)

определяемых для каждого N-го варианта рассматриваемой деятельности, во взаимосвязи со всеми учитываемыми вариантами в составе интегрированного комплекса. Значения весовых коэффициентов α_n, β_n принимаются в диапазоне от нуля до, примерно, 1/N. Вариантные критерии предполагается здесь нормированным, т. е. изменяющимся от нуля до единицы, с устремлением к единице по мере роста эффективности.

Максимальная оценка согласно выражению (1) будет получена в случае совместного равенства единице нормализованного критерия для всех учитываемых вариантов, что и побуждает к надлежащим образом стимулируемому взаимодействию для получения хорошего совокупного эффекта.

Максимум стимулирования по каждой вариантной системе достигается при условии совместного получения всеми ВС максимально возможных вариантных результатов. Такого рода обобщенные показатели и функции стимулирования, а также вариантообединяющие оргмеханизмы разработаны и проверены с использованием аппарата теории многовариантных активных систем.