Декомпозиция общей задачи управления

Значительный объем информации, которая должна быть переработана для принятия решений по управлению сложным производством, и, следовательно, значительное время, необходимое для решения, требуют расчленения общей задачи управления.

В процессе декомпозиции производится последовательная детализация общей задачи, как этого требует системный анализ.

Результатом является многоуровневая иерархическая структура принятия решений, в которой верхний уровень имеет приоритет действия по отношению к связанному с ним нижнему уровню. Нижний уровень непосредственно воздействует на объект управления на основе решения локальных задач.

Координация локальных задач осуществляется следующим образом: фиксируются значения входных и выходных переменных, связывающих координируемые задачи, и осуществляется прогнозирование требуемых взаимодействий; устанавливается “плата” за использование вышестоящими задачами “ресурсов” либо за отклонение входных и выходных величин от заданных значений. Тем самым устанавливаются условия для согласования взаимодействий и изменяются локальные целевые функции.

После разделения общей задачи управления каждая из локальных задач может в свою очередь подвергнуться декомпозиции. Процесс разделения общей задачи заканчивается, когда каждая из построенных локальных задач принятия решений может быть решена с применением имеющихся средств за допустимое время.

Локальная задача принятия решений может быть представлена в виде следующих функциональных блоков: принятия решений;

определения состояния объекта (обязателен в случае, когда поступающая с объекта информация дает сведения только об изменениях состояния объекта); вычисления состояния планового задания (обязателен в случаях, когда периоды принятия решений в данной локальной задаче и вышестоящей различны); прогнозирования состояния объекта и планового задания на начало периода реализации принимаемого решения (обязателен в случаях, когда моменты принятия решения и его реализация существенно различны).

Возможно выделение других блоков. Одноименные функциональные блоки разных локальных задач могут быть в дальнейшем объединены. Результаты декомпозиции оформляются в виде графа, вершинами которого являются локальные задачи, а дугами — информационные связи между ними. На дугах указывают условные обозначения массивов информации, связывающих локальные задачи.

Наличие нескольких уровней разбиения задач управления, предопределяя различные по степени укрупнения модели, требует для их согласования соответствующей информационной базы. Эта база должна содержать различную по степени укрупнения информацию для различных производственных ситуаций.

Уточнение текущих характеристик объектов осуществляется путем адаптации соответствующих моделей. Процесс адаптации требует определенного времени, зависящего от динамических характеристик объекта и временных характеристик возмущений.

В зависимости от характера выявленных возмущений их компенсация может осуществляться в форме выработки дополнительных управляющих воздействий без изменения общей программы управления либо в форме частного или потного видоизменения этой программы. Например, пои аварийной остановке агрегата и отсутствии резерва может понадобиться полный пересмотр программы управляющих воздействий. Если же возмущение может быть компенсировано так, что заданная цель достигается за счет некоторого ухудшения показателей, входящих в критерий, то программа управляющих действий не изменяется. Лишь в случае, если “цена” дополнительного управляющего воздействия окажется значительной, может понадобиться изменение показателей функционирования объекта и пересмотр программы. Когда модель верхнего уровня представляет собой агрегирование моделей нижнего уровня и модели этих уровней работают с различными масштабами времени, необходимо своевременно выявлять намечающиеся отклонения и вырабатывать дополнительные управляющие воздействия, направленные как на изменение технологических режимов, так и, в особых случаях, на изменение организации производственного процесса.

Может оказаться, что управляющие воздействия не могут устранить отклонения хода процесса от запланированного и расхождение достигнет предельно допустимого значения раньше, чем истечет интервал времени планирования. В этом случае требуется корректировка плана-графика, поскольку внутренние ресурсы управления исчерпаны.

В этом случае должна быть минимально видоизменена оставшаяся невыполненной часть плана.

Таким образом, декомпозиция и согласование решений в ИАСУ требуют согласования локальных решений ИАСУ, их комплексирования с учетом целей интеграции.