|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Построение макромодели АСОИУ на предпроектной стадии ее проектирования
Одной из важнейших целей предпроектного анализа создаваемой АСОИУ является построение ее макромодели. Такая макромодель состоит из 4-х матриц следующего вида: а) цели системы управления – (матрица Φ 0), б) цели системы управления – функции (матрица Φ 1), в) функции системы управления – задачи (матрица Φ 2), г) задачи – информационные потребности (матрица Φ 3). Для построения этих матриц может применяться экспертный метод. Рассмотрим, как строятся эти матрицы, и какие результаты можно получить путем их анализа. Начинается построение макромодели с построения матрицы «цели - цели» (Φ 0). Пусть путем экспертного опроса выявлены цели проектируемой АСОИУ, представленные в виде таблицы 4.6.1:
Таблица 4.6.1
Полученные данные можно представить в виде графа целей G1 (см. рис. 4.6.1) и матрицы целей Φ 0.
Рис. 4.6.1 Граф целей G1
Матрица целей Ф0
Исходный граф целей можно упорядочить, расположив вершины по уровням иерархии, имея в виду, что на первом уровне находятся цели, достижение которых может быть осуществлено непосредственно, на втором уровне цели – которые могут быть достигнуты после достижения целей на первом уровне, и т.д. Такой граф имеет для нашего примера следующий вид (см. рис. 4.6.2):
Рис. 4.6.2. Граф взаимосвязи целей В правильно организованной системе управления за выполнение каждой цели должен отвечать соответствующий орган управления. Поэтому иерархический граф целей должен совпадать с графом организационной структуры этой системы. Сравнение этих двух графов позволит наметить первые предложения по совершенствованию организационной структуры системы управления.
Граф целей позволяет дать предварительную оценку их значимости. В основу этой оценки могут быть положены следующие соображения: значимость цели определяется ее уровнем в иерархии целей, а также количеством и уровнем целей, которые обеспечиваются достижением оцениваемой цели. На основе этих положений предварительная оценка значимости целей может быть представлена следующим простым соотношением
где
Для нашего примера имеем:
Для обеспечения выявленных целей АС должна реализовывать определенные функции управления. Пусть в результате опроса специалистов получена таблица (матрица Ф1) вида «цели - функции» Φ 1. Она показывает, какие функции обеспечивают достижение целей. Для рассматриваемого примера эта матрица имеет следующий вид:
Матрица «цели – функции» Ф1
Анализ этой матрицы позволяет, прежде всего, ранжировать функции по их значимости, учитывая значимость и количество обеспечиваемых целей. Оценку значимости функций
где
Из матрицы Ф1 по коэффициенту значимости функций Матрица Ф1 позволяет также отметить такую особенность организации, как высокая или низкая концентрация функций по отношению к поставленным целям. Так, в рассмотренном примере достижение цели g3 связано с эффективным выполнением шести функций, что требует определенных усилий по их координации. Для обеспечения указанных функций в системе управления должны решаться определенные задачи управления. Для этого необходимо построить матрицу «функции - задачи» Ф2. Она показывает, реализация какого набора задач обеспечивает выполнение выбранных функций.
Матрица «функции – задачи» Ф2
Анализ этой матрицы может позволить определить важность задач. Для этого введем коэффициент важности задачи Коэффициент важности задач
где γ i – значимость i-й функции
Теперь представляется возможным построить полную матрицу смежности целей и задач и уточнить оценки их значимости в организации и управлении. Эта матрица М имеет вид, представленный на рис. 4.6.2. Эта матрица в виде графа представлена на рис 4.6.3. Анализируя эту матрицу, можно получить разнообразную информацию о рассматриваемой системе целей и задач. Итак, преобразования матрицы приводят к распределению задач по уровням p*, приведенным в верхней строке табл.
Уточненная оценка значений целей и задач α * основывается на принципах, положенных в основу определения α. Для упрощения последующих записей пронумеруем столбцы и строки матрицы
где ν s = {α *i, μ k}, δ is – элементы матрицы Если какая-то строка содержит лишь 0, это означает, что данная цель (задача) является конечной (результирующей). Если же 0 содержит весь столбец, то соответствующую задачу следует считать исходной. Нулевые строка и столбец одного и того же номера означают, что данная задача одновременно и исходная, и результирующая, т.е. автономная. В этом случае целесообразно более детально проанализировать ее содержание. Часто есть основание полагать, что задача надуманная и никому не нужна, редко – это некая особая цепь. Сравнение состава задач с их распределением по подразделениям оргсистемы позволяет выявить не решаемые задачи и установить, в какой мере квалификация и оплата исполнителей совпадают с важностью решаемых ими задач.
Показатель α *i дает возможность выявить узловые задачи, решение которых имеет наибольшее значение для успешного функционирования системы. В данном примере это задачи а5 и а6. После анализа матрицы цели – задачи можно переходить к построению матрицы Φ 3 «задачи - информация». Ее анализ позволяет установить степень загруженности подразделений, высказать рекомендации по их штатной численности, предпочтительной схеме распределения решаемых задач и целесообразном уровне автоматизации. Эта матрица формируется следующим образом: 1) устанавливается информация, получаемая тем или иным функциональным или линейным подразделением;
2) устанавливается информация, формируемая в функциональных или линейных подразделениях; 3) определяются виды информации, используемой в системе управления; 4) определяются необходимые для обеспечения данных задач виды информации; 5) определяется, какое количество каждого вида информации в принятый за расчетный период необходимо для обеспечения решения рассматриваемых задач.
Анализ полученной таблицы позволяет установить: 1)максимальное количество информации определенного вида в течение установленного периода Fkmax; 2)суммарное количество информации, необходимое для решения каждой задачи Fi 3)вид информации, требуемой для решения соответствующей i-й задачи: 4)виды информации, которые не используются непосредственно в решении задач; 5)задачи, не обеспеченные информацией.
Полученные данные можно представить в виде таблицы Ф3 «задачи – информация »
Цели | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| g2 | 0 | 0, 05 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| g3 | 1 | 1 | 0, 089 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| g4 | 1 | 1 | 0, 025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| g5 | 1 | 1 | 0, 049 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| g6 | 1 | 1 | 0, 053 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| g7 | 1 | 1 | 0, 089 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 0, 028 |
Задачи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 12 | 0, 028 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 0, 028 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 7 | 0, 036 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 | 0, 114 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a6 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 6 | 0, 107 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a7 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 | 0, 057 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 0, 077 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a9 | 1 | 1 | 0, 051 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| a10 | 1 | 1 | 2 | 0, 022 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 | 11 | 6 | 3 | 4 | 4 | 6 | 1 | 0 | 1 | 1 | 4 | 2 | 2 | 3 | 4 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 4.6.2. Матрица смежности «Цели - задачи» 
| a10 |
| a5 |
| a4 |
| a9 |
| g6 |
| g5 |
| g4 |
| g3 |
| g2 |
| g1 |
| a3 |
| a1 |
| a8 |
| g7 |
| a2 |
| a6 |
| a7 |
Рис. 4.6.3. Граф «Цели-задачи»
Если φ – количество информации, которую может обработать один человек в заданный период, то φ =105¸ 106 (бит/сутки)
Пусть F0 – количество информации, циркулируемой в самой организационной системе, а Fвн – внешняя информация, которая вносится в процессе управления извне. Тогда можно определить максимальную численность людей в организации
,
где 
.
Этот коэффициент b учитывает тот факт, что любая производственная информация должна быть кем-то в организации использована, а используемая – кем-то произведена.
На основании матриц «цели - цели», «цели - функции», «функции – задачи», «задачи - информация» можно построить обобщенную логико-информационную модель проектируемой АСУ. Эту модель можно представить в виде трехдольного ориентированного графа G0=(Z, W), где Z – множество вершин, состоящее из четырех подмножеств: Z=ZцÈ ZфÈ ZзÈ Zи, Z1Ç Z2Ç Z3Ç Z4=0, где Z1 – подмножество целей, Z2 – подмножество функций, Z3 – подмножество задач, Z4 – подмножество информационных элементов; а W – множество дуг, показывающих информационную взаимосвязь между элементами множества Z. Если дуги множества W отражают структуру информации, то граф G0 превращается в мультиграф.
Для упрощения этого графа иногда выделяют из него подграф, относящийся к целям.
В результате получают логико-информационный граф, показывающий связь информационных элементов, задач и функций управления. При этом функции управления отождествляют с функциональными подсистемами проектируемой АСОИУ. Пример такого графа приведен на рис. 4.6.4.
Построение схемы информационно-логической взаимосвязи задач позволяет:
1) определить последовательность решения задач;
2) определить группы задач, решение которых может производиться параллельно;
3) уточнить объем нормативной информации;
4) определить необходимые сроки хранения исходных, промежуточных и результирующих данных.
Построение информационной схемы задач производится на основе разбиения их на классы.
  |
Определение 1. Информация, поступающая для решения задач извне, называется первичной.
Определение 2. Множество задач (ℓ +1)-го класса Lℓ +1 определяется как множество, для решения которого необходимы и достаточны первичная информация и результаты решения задач L1, L2, …, Lℓ . Среди задач класса (ℓ +1) нет ни одной задачи, результаты решения которой используются при решении других задач этого же класса.
Определение 3. Для каждой задачи из множества Lℓ +1 существует хотя бы одна задача, во множестве Lℓ , результаты решения которой использовались бы для решения Lℓ +1.
Из предложенных определений следует, что к первому классу L1 относятся все те задачи, для решения которых достаточна первичная информация. Если результаты решения i-й задачи используются при решении какой-либо задачи ℓ -го класса, а сама i-я задача решается только на основе первичной информации, а также результатов решения задач первого класса, то она относится непосредственно к (ℓ -1)-му классу.
Итак, пусть заданы неупорядоченное множество задач L={Li} и информационные связи между ними U={Uk}, образующие исходный граф G={L, U}. Ставится задача: упорядочить множество L задач Z на подмножество классов, в которых задачи не связаны между собой смежной информацией.
Для решения поставленной задачи зададим граф G={L, U} в виде матрицы смежности H=(L, U) размерности n× m, у которой номера строк соответствуют номерам задач (вершинам), а номера столбцов – номерам дуг, показывающих информационную связь между задачами. Значения элементов Sij матрицы H следующие:
1, если задача (вершина) Li есть начало дуги Uj
Sij= 2, если задача (вершина) Li есть конец дуги Uj
0, если задача Li не принадлежит дуге Uj
Анализируя эту матрицу, можно осуществить формирование классов задач. Алгоритм такого анализа состоит в последовательном просмотре строк матрицы и выявлении таких строк, которые содержат только 0 и 1. На очередном k-ом шаге все выявленные строки отвечают задачам k-го класса (k=1, 2, …). После поиска таких строк и их исключения из матрицы вместе с соответствующими столбцами, где стояли единицы, переходят к следующему (k+1)-му шагу и процесс повторяется до получения нулевой матрицы.
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-29; Просмотров: 329; Нарушение авторского права страницы
, 
– уровень j-й цели, 
можно представить в виде: 
– оценка значимости целей, 
следует, какие функции надо автоматизировать в первую очередь, вторую и т.д.
.
определяют по формуле
, 
, положив номера строк i=j для gi и i=k+7 для ak и аналогично – номера столбцов s=j для gi и s=k+7 для ak. Тогда в этих новых обозначениях формула для вычисления α *i имеет вид: 
,