Метасистемный подход в управлении - часть 4

управления, то есть другого уровня адаптации - синтеза самоорганизующих-
ся и самообучающихся систем.

1.4.6 Селекция согласованных систем

В том случае, когда отсутствует информация даже о критериях согласо-

ванности и система не позволяет проводить резких направленных изменений
(например, биологический объект или человек), необходимо прибегать к ме-
тоду «проб и ошибок», отбирать наиболее жизнеспособные элементы или
даже систему в целом, развивать их и снова выбирать лучшие, то есть при-
бегнуть к селекции.

В этом случае перспективными могут быть методы теории распознава-

ния образов, позволяющие выявить наиболее согласованный элемент из
рассматриваемой группы /10/, например, с минимальным риском. При
выборе

признаков,

используемых

для

распознавания

большей

согласованности, можно воспользоваться критерием Горелика:

(

)

( ) ( )

Ω Ω

Ω

где

(

)

Ω Ω

- характеризует среднеквадратичное расстояние между

классом систем с хорошей согласованностью

Ω

и неприемлемой

Ω

( )

Ω

( )

Ω

- среднеквадратичный разброс систем внутри этих двух

классов.

Используя рассмотренные методы, можно предложить следующую ме-

тодику синтеза согласованной системы:

а) провести исследование некоторого множества составляющих системы

и выявить лучшие, применяя критерий Горелика, определить признаки наи-
более далеко разносящие «плохие» составляющие от «хороших»;

б) на основе найденных признаков сформулировать критерии и

синтезировать адаптивные системы;

в) детальное исследование функционирования последних позволит вы-

явить все недостающие сведения для постановки и решения строгой задачи
оптимизации согласованности.

2 Особенности метасистемного подхода

Сложные системы управления характеризуются явно выраженной ие-

рархией и на верхних уровнях неизбежно выходят на некоторое множество
локальных систем управления.

В соответствии с системологией Джорджа Клира (смотри приложение

Д)  существует  два  способа  интегрирования  систем:  создание  структуриро-
ванной  системы  или  метасистемы.  В  первом  случае  система  разбивается  на
подсистемы, которые в свою очередь дробятся на подсистемы второго уров-
ня,  третьего  уровня  и  так  далее.  Во  втором  случае  система  формируется  на
основании правила замены, когда из некоторого набора систем в каждый мо-
мент выбирается одна или некоторая группа функционирующих систем.

Структурированную систему характеризуют следующие признаки:
- между элементами существует сильная и стабильная взаимосвязь;
- в данный момент времени функционируют все элементы системы.
- число элементов системы определяется по принципам полноты и дос-

таточности;

Отличия структурированной системы от метасистемы иллюстрируются

рисунком 2.1.

Метасистемный подход характеризуется тремя существенными особен-

ностями, коррелирующими с указанными выше признаками и отличающими
его от традиционного системного.

Во-первых, элементы метасистемы в большой степени самодостаточны

и независимы друг от друга.

Во-вторых, в метасистеме в любой момент времени функционируют не

все элементы, а лишь один, либо некоторая группа, выбранных.

Наконец, в метасистеме количество элементов удовлетворяет совсем

другим критериям и должно быть оптимальным в соответствии с ними.

Поэтому, чтобы в практической задаче доказать правомерность метаси-

стемного подхода необходимо в первую очередь отыскать данные отличи-
тельные признаки.

Примером метасистем может служить набор нескольких технологий из-

готовления продукции, обучения, лечения и так далее. Метасистемный под-
ход  позволяет  расширить  круг  объектов  управления  в  сторону  возрастания
сложности за счет включения в состав метасистемы управления  даже разно-
родных  регуляторов  и  адекватного  применения  процедур  их  замены.  При
этом в зависимости от природы явления, могут всякий раз выбираться либо
одно технология, либо некоторая группа параллельно функционирующих. В
зависимости  от  этого  рассматриваются  два  класса  метасистем:  последова-
тельного и параллельного действия.

В соответствии с системологией Дж. Клира (смотри приложение) каж-

дый уровень изучения систем имеет свой, характерный именно для него на-
бор задач.

Исходные системы требуют определиться со свойствами, принимае-

мыми к рассмотрению, процедурами их измерения, а также с базами, на ко-
торых рассматриваются изменения этих свойств.

Поскольку исходные системы являются всего лишь схемой, в случае

систем данных возникают  задачи  сопоставления реальных данных перемен-
ным  и  параметрам,  также  степени  уверенности  в  их  значениях  в  случае  не-
четких  каналов  измерения,  а  также  задачи  осмысления  и  получения  этих
данных, определения их полноты.

Большим разнообразием отличается множество задач уровня порож-

дающих систем, которые по сути моделируют процесс порождения данных.
Здесь и задачи выбора масок, их упрощения и задачи оценки поведения сис-
тем и поиска систем с подходящим поведением, то есть задачи исследования
и проектирования систем.

Структурированные системы требуют решения задач проектирования

систем, их идентификации и реконструкции. При проведении всех этих про-
цедур требуется решать задачу упрощения.

При метасистемном подходе необходимо решить следующие типовые

задачи /11/:

- выявление диапазонов эффективного функционирования систем;
- оценка и повышение необходимого уровня готовности систем к

использованию;

- выявление и обеспечение сочетаемости, согласованного взаимодейст-

вия систем;

- разработка стратегии переключения отдельных или групп одновре-

менно функционирующих систем;

- оптимальное перераспределение ограниченных общесистемных ре-

сурсов;

- оптимальный синтез метасистемы.

Метасистемный анализ удобнее всего начинать с выявления диапазонов

оптимального функционирования систем, поскольку на их основе в дальней-
шем удобно разрабатывать стратегию выбора.

При решении этой задачи важно помнить, что метасистема возникает

там и тогда, где и когда диапазон решаемой задачи настолько велик, что он
не  перекрывается  использованием  одной  системы,  либо  эта  система  функ-
ционирует  неэффективно  в  некоторых  частях  общего  диапазона.  Поэтому  и
возникает  задача  выявления  границ,  разделяющих  поддиапазоны  эффектив-
ного функционирования систем.

Метасистема должна выбирать функционирующие системы на основе

некоторой модели. Существующая модель, при которой оценивается внеш-
ний процесс и на основе этой оценки принимается решение о выборе, не учи-
тывает внутренние процессы, проходящие в самой метасистеме. Из-за этого и
возникают основные проблемы неточности срабатывания метасистемы. Рас-
смотрим этот аспект подробнее.

2.1 Концепция двух процессов при функционировании метасисте-

мы

Метасистема, как известно, включает несколько систем. В ней и в каж-

дой из входящих в нее систем протекают процессы управления. Они являют-
ся  ведомыми.  Кроме  того,  всегда  имеется  другой  процесс  (протекающий  во
внешней  среде  или  в  объекте  управления),  который  является  ведущим  для
метасистемы, как изображено на рисунке 2.2. Для большей общности разра-
батываемых  методов  необходимо  рассматривать  данные  процессы  как
стохастические.

Главная задача метасистемы, таким образом, заключается в согласова-

нии двух процессов (то есть она является следящей системой управления). С
одной стороны, она может выбирать (включать) одну из систем, максимизи-
рующую некоторый критерий качества. С другой, пользуясь другим критери-
ем, - перераспределять общесистемные ресурсы управления между функцио-
нирующими параллельно системами.

Данный подход является концептуальным, поскольку, как будет показа-

но ниже, он используется и для классификации метасистем и для
оптимизации набора, входящих в метасистему систем и для оптимального
управления ими при функционировании.

содержание .. 1 2 3 4 5 ..