ЧАСТЬ 2. Информационные экономические системы

Рис. 5.8. Фазы процесса принятия решения

Рис. 5.7. Информационная технология (ИТ) в АСУ

Рис. 5.6. Появление контура ИТ

Рис. 5.5. Человек в элементарной системе управления

Рис. 5.4. Уровни информационных моделей

Рис. 5.3. Структурная схема АСУ

Рис. 5.2. Упрощённая структурная схема замкнутой САУ

Как правило, САУ используются в технических системах, и в качестве управляющего органа (УО) используется компьютер, который с помощью программы (для него это Iвx), выдаёт результат обработки информации, обычно физический сигнал. Это - сигнал управления (Iy), который через преобразователь (Пр1) приводит в действие исполнительный орган (ИО), возвращающий объект управления (ОУ) в заданное программой компьютера состояние. Состояние ОУ, меняющееся под воздействием внешних возмущений V, определяет значение сигнала обратной связи (/ос), которое через преобразователь (Пр2) поступает в компьютер (УО). Преобразователи необходимы для изменения уровней или природы проходящих через них сигналов, т.к. элементы системы могут быть различны по своей физической сути.

С ростом и усложнением производства объекты управления приобретают характер сложных и больших систем, имеющих большое число элементов и подсистем, связи между которыми не всегда ясны, а критерии функционирования не обладают достаточной чёткостью. В этих условиях использовать результаты теории автоматического управления в полной мере не удаётся, и в контур управления, помимо человека–оператора ЭВМ, действующего по заданным алгоритмам, включается лицо, принимающее решения (ЛПР). Наличие ЛПР в контуре управления является отличительной чертой автоматизированных систем управления (рис. 5.3). Автоматизированное управление применяется в том случае, если нет возможности реализовывать автоматическое управление.

Как видно из рис. 5.3., ЛПР, получив информацию обратной связи Iос, осведомляющую его о состоянии объекта управления (ОУ), обращается к ЭВМ (поток Iвx), имеющей определённое программное обеспечение (ПО) и вырабатывающей рекомендации к принятию решения (поток Iвых). На основе анализа предложенных ЭВМ альтернатив ЛИР принимает решение, которое в виде управляющей информации (Iy) поступает в исполнительный орган (ИО), переводя его в необходимое состояние. Например, министр (это - ЛПР), получив информацию о состоянии отрасли (это - ОУ), после обработки всей нужной информации на ЭВМ и просчета наборов вариантов поведения в сложившейся ситуации, принимает решение, которое реализуется аппаратом министерства (это - ИО) в управляемой отрасли производства.

5.3. ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ

Важным инструментом исследования систем, да и не только систем, является метод моделирования. Суть этого метода состоит в том, что исследуемый объект заменяется его моделью, т.е. некоторым другим объектом, сохраняющим основные свойства реального объекта, но более удобным для исследования или использования.

Различают физические и абстрактные модели. При изучении автоматизированных информационных технологий наибольшее распространение получили абстрактные информационные модели. Математические модели, применяемые в экономических исследованиях, называют экономико-математическими. Математические модели представляют собой формализованное описание на языке математики исследуемых объектов и отображают в виде математических отношений взаимосвязи параметров этих объектов. Наличие достаточно полной математической модели объекта позволяет разработать алгоритм управления этим объектом, т.е. создать алгоритмическую модель. Если для управления используется ЭВМ, то алгоритмическая модель преобразуется с помощью языков программирования в программу, управляющую работой ЭВМ, а через неё - объектом управления.

Информационная модель - это отражение предметной области в виде информации. Предметная область представляет собой часть реального мира, которая исследуется или используется. Отображение предметной области в информационных технологиях представляется информационными моделями нескольких уровней, показанных на рис. 5.3.

Концептуальная модель (КМ) обеспечивает интегрированное представление о предметной области (например, технологические карты, техническое задание, план производства и т.п.) и имеет слабо формализованный характер. Логическая модель (ЛМ) формируется из концептуальной путем выделения конкретной части (скажем, подлежащей управлению), ее детализации и формализации. Логическая модель, формализующая на языке математики взаимосвязи в выделенной предметной области, называется математической моделью (ММ). С помощью математических методовматематическая модель преобразуется в алгоритмическую модель (AM), задающую последовательность действий, реализующих достижение поставленной цели управления. На основе AM создаётся машинная программа (П), являющаяся той же алгоритмической моделью, только представленной на языке, понятном ЭВМ.

Выделение информационных моделей разных уровней абстракции позволяет разделить сложный процесс отображения «предметная область–программа» на несколько итеративных более простых отображений.

5.4 РОЛЬ И МЕСТО ЧЕЛОВЕКА И ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ УПРАВЛЕНИИ

При производстве продуктов труда человек всегда управляет орудиями труда в процессеих воздействия на предмет труда. Скажем, вскапываете вы грядки. В этом случае предмет труда - земля, орудие труда - лопата, продукт труда - вскопанная грядка. Естественно, перед началом копки вы составляете концептуальную модель, содержащую информацию о том, где, в каком месте огорода будет располагаться будущая грядка, какой она будет ширины, глубины, нужно ли разбивать комья земли и т.д. Когда вы копаете, т.е. воздействуете лопатой (орудием труда) на землю (предмет труда), вы подсознательно сравниваете получающийся результат с хранимой в памяти концептуальной моделью и, в зависимости от результата сравнения, копаете глубже или немного левее, т.е. управляете орудием труда. Не трудно видеть, что перед нами система управления, в которой объектом управления является земля, исполнительным органом - лопата вместе с мускулами человека, управляющим органом - человеческий мозг. Т.е. действует классическая схема системы управления (рис. 5.5.)

С усложнением производства, т.е. объектов управления, и их концептуальных моделей, объёмы информации Ioc возрастают и человеческая возможность их переработки в необходимом темпе исчерпываются. Тогда на помощь человеку приходят технические средства ускорения переработки информации, как правило, средства вычислительной техники (рис. 5.6.).

Возникает, таким образом, самостоятельный дополнительный информационный контур, помогающий человеку быстрее обработать осведомляющую информацию Iос и выработать управляющую информацию Iу. Появление контура дополнительной обработки информации (помимо человека) на СВТ и есть начало возникновения информационной технологии.

Совершенствование ЭВМ, программного обеспечения, математических методов и моделей, позволили создать автоматизированные системы управления, в которых чётко обозначился контур информационной технологии (рис. 5.7).

Из рис. 5.7. видно, что в общем случае информационная технология состоит из информационных моделей разного уровня абстракции и ЭВМ. На вход ИТ поступает информация от человека 1вхm, формируемая на основе информации Iос от объекта управления. Информация 1вхт сравнивается с концептуальной моделью (КМ) объекта управления. Реакция на результат сравнения определяется общей математической моделью управления (ОМУ), декомпозированной на частные математические модели (ЧММ). Набор ЧММ описывает возможные состояния ОУ и тактику управления в этих состояниях. Эта тактика реализуется через алгоритмические модели, формализованные в программы (ПО) для ЭВМ. В результате ЭВМ выдаёт информацию 1выхт, представляющую собой рекомендации по управлению ОУ в данной ситуации.

Таким образом, человек в автоматизированной системе управления является центральным и объединяющим звеном двух контуров: собственно управления (Ч - ИО - ОУ) и информационной технологии (Ч - ИТ), как изображено на рис. 5.7.

5.5 ПРОЦЕСС ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ

В автоматизированной системе управления, несмотря на наличие контура информационной технологии, ответственность за принятое управляющее решение возлагается на человека - лицо, принимающее решение (ЛПР). Другими словами, решение принимает человек, а информационная технология помогает ему в этом.

Когда ученые выделили из процесса управления стадию принятия решения, то в начале казалось, что для полной автоматизации достаточно разработать математическую модель и реализовать ее в ЭВМ. И тогда АСУ превращается в САУ. Однако, как оказалось, процесс принятия решения человеком очень сложен. Иногда в этот процесс включаются такие механизмы, которые невозможно предусмотреть и, тем более, формализовать. При принятии решения человек может учитывать и такие аспекты,как мораль, традиции, человеческие взаимоотношения. Вот почему при управлении социально-экономическими системами (иначе - при организационно - экономическом управлении), процесс принятия решения не может быть осуществлен без человека.

На рис. 5.8. показана взаимосвязь фаз принятия решения. Человек, на основе анализа (АИ) осведомляющей информации 1ос от объекта управления и информации Iвx от концептуальной модели объекта управления, производит постановку задачи (ПЗ), решение которой должно позволить наилучшим образом управлять объектом (скажем производством) в данной ситуации.

Однако, решений (альтернатив) всегда несколько (если решение всегда одно, то проблемы выбора не существует, а, значит, и теряет смысл сам процесс принятия решения). Поэтому, далее идёт фаза генерации альтернатив (ГА), т.е. выдвижение возможных решений задачи (альтернатива – по-латински чередоваться, каждая из исключающих друг друга возможностей). Как уже говорилось, управление всегда ведётся с определённой целью. Решение поставленной задачи должно согласовываться с общей целью управления и частной целью в данной ситуации. Поэтому выбрать альтернативу невозможно, если нет критерия выбора, отражающего цель управления. Т.о., следующая фаза - выбор критерия (ВК) решения поставленной задачи. На этом этапе анализа альтернатив (АА) производится их исследование по выбранному критерию, а далее - окончательный выбор одной из альтернатив (ВА), наилучшим образом удовлетворяющей критерию выбора. Выбранная альтернатива дополнительно анализируется и выдается окончательное решение (ВР), принимающее в организационных системах вид потока управляющей информации Iy.

Если рассматривать фазы принятия решения с точки зрения возможностиих автоматизации на базе информационной технологии, то в настоящее время, пожалуй, только фазы анализа информации (АИ), генерации альтернатив (ГА) и анализа альтернатив (АА) по выбранному критерию удаётся автоматизировать в достаточной мере (на рис. 5.8 изображены овалами). Для этого необходимо, чтобы в ЭВМ находились модели поставленной задачи, с помощью которых возможно было бы быстро просчитать результаты решения по различным альтернативам, исходным данным и критериям. Конечно, для этого желательно, чтобы ЛПР умело использовать средства информационной технологии. В противном случае приходится иметь штат системщиков, аналитиков и т.п. Развитие программно-аппаратных средств ИТ с каждым годом приводит к всё большему упрощению взаимодействия человека с ЭВМ и, таким образом, уменьшает число посредников диалога, что ускоряет и повышает качество принимаемых решений. Большое значение для принятия быстрого и верного решения имеет автоматизация фазы обработки и анализа информации (АИ), поступающей с потоками Iос и Iex. Для принятия решения всегда может потребоваться дополнительная информация, не содержащаяся в потоках Iос и Iвx. В этих случаях важную роль принимает информационное обеспечение ЛПР, которое в целях оперативности должно быть организованно с помощью средств ИТ (базы и банки данных).

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Определите понятие технологии и ее аспектов.

2. Что явилось причиной возникновения понятия «информационная технология».

3. Какие достижения человечества обусловили появление автоматизированных информационных технологий?

4. Дайте определение понятия «информация». В чем состоят ее особенности?

5. Что такое информационная система?

6. Объясните содержание синтаксического, семантического, прагматического аспектов информации.

7. Как классифицируется информация?

8. Чем отличается экономическая информация и ее структурная единица-показатель?

9. Что такое собственная информация и каковы ее свойства?

10. Для чего нужно преобразовывать информацию в данные и обратно?

11. Дайте определение понятию «система» и объясните ее свойства.

12. Проведите классификацию систем по различным признакам.

13. Каковы основные признаки больших систем?

14. Нарисуйте и объясните укрупненную структурную схему системы управления.

15. Почему самым сложным элементом системы управления является управляющий орган?

16. Что такое обратная связь?

17. В чем отличие замкнутых и разомкнутых систем управления?

18. В чем заключается особенность автоматизированных систем управления?

19. Дайте определение информационных моделей и их иерархии.

20. Покажите место человека в элементарной системе управления.

21. Объясните необходимость появления и место информационной технологии в автоматизированном управлении.

22. Почему человек является центральным звеном в АСУ?

23. Как соотносятся дисциплины «Информатика» и «Автоматизированные информационные технологии».

24. В чем заключается трехуровневый подход в изучении информационных технологий и информатики?

25. Каковы цель, методы и средства автоматизированной информационной технологии?

26. Объясните суть глобальных, базовых и конкретных информационных технологий.

Дата добавления: 2013-12-12