Общие характеристики базовой двухуровневой модели ССС

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ССС В УСЛОВИЯХ КОНФЛИКТА И НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

Общие характеристики базовой двухуровневой модели ССС

При разработке и исследовании структурно-сложных СОИУ необходимо учитывать такие важные в системном аспекте их особенности, как иерархическая многоуровневая структура, распределённый несогласованный характер решаемых задач, наличие неопределённых факторов различного вида.

Современные ССС представляют собой совокупность распределённых в пространстве взаимосвязанных подсистем, реализующих во взаимодействии процесс преобразования входных сигналов в выходные (или поступающих ресурсов в конечную продукцию). Такая взаимосвязь неизбежно ведёт к возникновению конфликтных ситуаций. Основными причинами конфликтов являются: совместное использование ограниченных ресурсов; несогласованность целей управления (например, вследствие специализации); взаимосвязь задач и т.п.

Иерархическая многоуровневая структура ССС предполагает наличие приоритета действий вышестоящих уровней, координирующих взаимодействие элементов нижестоящих уровней на основе межуровневых взаимодействий и представляет собой главную концептуальную основу для реализации механизма интеграции.

Эффективность методов исследования и проектирования ССС в значительной степени определяется возможностями учета неопределенных факторов различного типа, так как [Моисеев] «задачи, не содержащие неопределенностей, являются скорее исключением, чем правилом, - адекватное реальности описание проблемы практичеcки всегда содержит различного типа неопределенности».

Принято использовать следующую классификацию неопределенных факторов [Моисеев, Жуковский, Молоствов, Воронов]: неопределенность среды; неопределенность активного партнера; неопределенность целей.

Неопределенность среды. Является следствием неполноты априорной и текущей информации о каких-либо процессах и условиях функционирования ССС (о внешних воздействиях, возмущениях, начальных условиях, параметрах каких-либо функций и т.п.).

Неопределенность целей имеет основную интерпретацию в виде проблемы многокритериальности [Моисеев], формально является прямым следствием межуровневой и внутриуровневой распределенности и несогласованности ССС. Кроме того, эффективность функционирования любой подсистемы ССС, как правило, наиболее адекватно характеризуется векторным показателем. Как следствие, имеет место неопределенность выбора на множестве эффективных решений в задаче с векторным показателем.

Неопределенность активного партнера. В многоуровневой ССС каждый уровень содержит множество структурно и функционально распределенных подсистем, реализующих во взаимодействии процесс управления. Межуровневая и внутриуровневая несогласованность неизбежно приводят к возникновению конфликтных ситуаций, основными причинами которых являются нетождественность целей управления, взаимозависимость решаемых задач, совместное использование ограниченных ресурсов и т.п.

На рис. 1.1 представлена обобщенная структурно-функциональная схема двухуровневой системы, которую можно рассматривать, как базовую в том смысле, что [ Месарович, Денисов, ] «во-первых, в ней проявляются все наиболее существенные характеристики многоуровневой системы; во-вторых, более сложные многоуровневые системы могут быть построены из двухуровневых систем, как из модулей».

Рис. 2.1 Структурно-функциональная схема
двухуровневой системы.

Приведенная структура включает в себя уровни управления и координации.

На уровне управления расположены подсистем , , перед которыми стоит задача выработки оптимальных законов управления на основе локальных целей управления, отражающих структуризацию процесса в виде совокупности подпроцессов (групп подпроцессов, объектов), либо заинтересованность подсистем в каких-либо аспектах процесса .

На уровне координации расположен Центр , подчиняющий локальные цели управления подпроцессами глобальной цели управления процессом .

Математическая модель функционирования ССС, изображенной на рис. 1.1, включает следующие компоненты, представляющие собой соответствующие отображения.