Ситуационное управление. Логико-лингвистические модели в системах управления

В конце 70-х – начале 80-х годов прошлого века управленцами было осознано, что в теории управления есть ряд задач, для решения которых классические методы управления малоэффективны.

В сферу автоматизации управленческих процессов, а что это такое, мы будем рассматривать позже, вовлекаются объекты сложной структуры, для которых:

1. Не все цели управления могут быть представлены в количественном виде;

2. Между параметрами управления не удалось установить точных количественных зависимостей;

3. В многошаговых процессах управления содержание каждого шага не может быть заранее однозначно определено;

4. Существующие способы описания объектов и протекающих в них процессов приводят к столь громоздким конструкциям, что исключает их практическое использование.

Если под объектом управления фигурируют социальные или экономические объекты, процессы, то:

5. Цель существования объекта не может быть строго формализована;

6. В результате эволюции меняется структура и функции самого объекта, что должно отражаться и на эволюции процесса управления;

7. Элементы, входящие в структуру ОУ, могут иметь активную природу: их поведение может противоречить целям управления.

При учете этих причин пришлось отказаться от классических методов теории управления и обратиться к таким моделям, в которых решающее значение имеют описания действий в виде текстов на естественном языке, в которых зафиксирован опыт человека-оператора.

Под логико-лингвистической моделью (ЛЛМ) управления будем понимать модель управления сложным объектом, в которой используется семантическая (смысловая, качественная) информация.

Вообще говоря, мы не фиксировали тип модели, описывая принцип управления при наличии модели ОУ, и можно было бы сказать, что описываемое нами управление при помощи ЛЛМ попадает и в эту схему. Но это не так! В нашем случае речь идет о модели алгоритма управления, а не о модели ОУ! Такое управление принято называть ситуационным.

Многие задачи управления сложными объектами без труда решаются (может быть натренированным, обученным) человеком, но в силу разных обстоятельств:

1. Опасность для человека выполнения тех или иных функций, нахождение человека в опасном месте;

2. Недостаточная надежность или быстродействие их выполнения человеком.

требуют автоматизации. В этом случае опыт человека-оператора может быть зафиксирован в виде текста на естественном языке. Этот опыт человека и требуется использовать в системе управления. Зачастую этот опыт не может быть реализован в виде алгоритма управления субъекта управления из-за того, что состояние объекта управления характеризуется столь большим числом параметров и может зависеть от столь большого количества ситуаций, что невозможно заранее определить содержание каждого шага управления. Именно в таких случаях вместо алгоритма, предписывающего на каждом шаге его реализации некоторое однозначное решение, можно использовать совокупность указаний, представленных в виде некоторого исчисления.

Под исчислением понимают или составную часть некоторых разделов математики, определяющих правила вычислений и оперирования с объектами того или иного типа (дифференциальное, интегральное, вариационное) или дедуктивную систему.

Дедуктивной системой называется способ задания множества путем указания:

1. исходных элементов (аксиом исчисления):

2. правил вывода, описывающих, как строить новые элементы из исходных.

Языком этого исчисления выбирается язык, называемый языком предоставления знаний, в качестве аксиом исчисления используется описание объекта управления, среды, начальных условий объекта управления. В качестве правил вывода служат правила перехода из одного состояния ОУ и среды в другое, в качестве теорем – промежуточные и конечные состояния системы.

В этом случае структура управляемой системы примет вид:

Модель знаний М содержит описание (знание) об ОУ – М_о и описание (знание) о среде ОУ - М_s.

Знания делятся на уровни – уровень фундаментальных (неизменных знаний), уровень актуальных знаний – зависящих от данной конкретной ситуации.

Механизм порождения решения F анализирует состояние (ситуацию), в котором находятся ОУ и среда и вырабатывает некоторое решение, воздействующее на ОУ.

Существенное отличие семиотической (знаковой или ЛЛМ системы управления от традиционной) – 2 момента:

I. Наличие модели знаний, использующей декларативное представлений знаний, в отличие от процедурного способа предоставления знаний в виде алгоритма управления для традиционной СУ. Модель знаний отделена от блока F, что удобно, так как заменить информацию в М гораздо легче, чем написать новые процедуры для блока F.

II. Наличие интерпретатора 1 – этот блок, отражающий изменение блока М, содержимое которого меняется в процессе функционирования объекта управления: обновляется, уточняется и наполняется.

Первым случаем применения ЛЛМ в управлении принято считать концепцию ситуационного управления.

В основе этой концепции лежит гипотеза о том, что: вся необходимая информация об управлении объектом, которым до создания системы управления плохо или не очень управляли люди, может быть получена из непосредственного наблюдения за их работой или из их словесных объяснений. Если считать, что поведение людей в процессе управления можно описать на некотором естественном языке, модель управления объектом может быть получена на основании специальной обработки текстов, в которых описан достаточно большой опыт управленцев (наверное, по этой причине для будущего управленца важно читать автобиографические повести известных знаменитых менеджеров!).

Основная задача, решаемая при построении алгоритма управления модели управления формулируется так:

Пусть l – число управляющих воздействий СУ, будем считать, что – это множество управляющих воздействий.

Задача управления будет решена, если множество ситуаций может быть разбито на l классов, при котором любая ситуация будет отнесена к какому-то определенному классу K_i, которому однозначно соответствует некоторое решение P_i. И это разбиение обладает свойством полезности с точки зрения цели управления. Однако в некоторой конкретной ситуации S(t) может оказаться, что нельзя указать единственное решение P_i, наиболее полезное в данной ситуации. Таких решений может быть несколько, и разные специалисты по управлению данных ОУ будут предлагать разные из этих решений. Это соображение (на практике почти всегда имеющее место!) приводит нас к постановке задачи не разбиения на классы, а к постановке задачи о нахождении покрытия множества ситуаций совокупностью классов K_i. В этом случае допускается такое положение, при котором некоторым ситуациям S(t) будут соответствовать несколько управленческих решений P_i из разных классов-покрытий K_i. Требуется только, чтобы любая конкретная ситуация S(t) принадлежала хотя бы одному классу K_i.

Суть ситуационного управления состоит в построении метода, позволяющего на основании описания ситуации S(t) на естественном языке строить систему обобщенных описаний классов K_i.

Дата добавления: 2015-01-03