Критерий Лапласа определяет выбор альтернатив по условию

Этот критерий исходит из равной вероятности всех состояний воздействий Sj на систему. Стратегия поведения лица, принимающего решения (ЛПР), в этом случае аналогична поведению военачальника, который, не сумев определить направление ожидаемого главного удара противника, распределил свои силы равномерно по всему фронту.

Критерий Вальда. При выборе альтернативы по этому критерию в каждой строке матрицы определяется минимальный результат и выбирается строка с наибольшим из этих значений:

max I min ац\.

1о этому критерию ЛПР выбирает стратегию, гарантирующую максимальное значение наихудшего выигрыша (стратегия критерия максимина).

Критерий Гурвица выражается в формуле

max [a(maxajj) -4- (1 - а) (min ац)], i 3 i

где а - коэффициент оптимизации, назначаемый субъективно из условия 0<:а<:1. Эффективность выбора альтернативы зависит от того, насколько удачно выбрано значение а. При а=1 имеет место расчет на самую благоприятную ситуацию, при а=0 критерий Гурвица превращается в критерий Вальда, гарантируя наилучший результат в наихудших условиях воздействий на систему.

Критерий Сэвиджа исходит из минимума сожаления между выбранной и наиболее благоприятной альтернативой, соответствующей истинной ситуации:

max [min Ьц] = max {min [ац - (max ац)]}.

г 3 i 3 i

Степень сожаления характеризуется величиной Ьц = ац- - (maxац), которая принимает отрицательные или нулевые зна-

г

чения.

Критерий благоприятного в среднем решения основан на определении математического ожидания дохода, соответствующего выбранной стратегии поведения, по известным вероятностям P{Sj) состояний воздействий на систему. Вероятностные характеристики P(Sj) могут быть получены, например, в результате изучения статистических сведений и экстраполяции этого результата на ближайшее будущее.

Используя рассматриваемый критерий, ЛПР вырабатывает альтернативу, обеспечивающую наибольший ожидаемый доход:

max [ТР(5з)ац].

С необходимостью принимать решения в условиях неопределенности приходится сталкиваться на всех стадиях и этапах раз-

работки и эксплуатации АСУ. При этом формализация процессов принятия решения в форме математических моделей в большинстве случаев либо невозможна, либо может дать лишь весьма общий результат, не учитывающий важные особенности конкретной обстановки, в которой требуется вырабатывать решения. В связи с этим при разработке и эксплуатации АСУ важную роль играют неформальные методы выдвижения творческих идей в процессе решения возникающих проблем. Одним из популярных методов такого рода является метод мозгового штурма , стимулирующий творческое мышление. Для реализации метода комплектуется группа из б-10 человек, в которую входят представители научно-исследовательских, конструкторских и производственных подразделений во главе с председателем - лицом, имеющим опыт применения метода. Наряду со специалистами, глубоко занимающимися рассмотренной проблемой, в группу включаются 1-2 человека, не знакомых с проблемой, являющихся специалистами в других областях науки и техники.

Метод реализуется в два этапа. На первом этапе предлагается высказывать любые идеи, включая такие, которые опытным специалистам покажутся бессмысленными. При этом для поощрения к выдвижению большого количества идей критика высказываемых идей запрещается, допускается их уточнение и комбинирование. На втором этапе все выдвинутые идеи внимательно анализируются опытными специалистами-экспертами и оцениваются с использованием заранее разработанных таблиц критериев. Идеи, в наибольшей степени отвечающие всем критериям, принимаются к реализации.

9.5. ГИБКИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ПРОИЗВОДСТВА

Гибкое автоматизированное производство (ГАП)-это производственный комплекс, ориентированный на выпуск законченной товарной продукции и основанный на совокупности автоматических линий, участков, цехов, заводов, объединенных в интегрированные производственные системы.

Основное достоинство ГАП - гибкость, под которой понимается способность оперативно перестраиваться на выпуск новой продукции. Это достигается: использованием соответствующих методов управления, обеспечивающих оперативную перестройку производства; использованием комплексов программного управления, реализуемых на ЭВМ различных классов: микроЭВМ, мини-ЭВМ, больших ЭВМ; созданием и внедрением новых методов, средств, устройств, технологий и т. п., обеспечивающих высокую надежность всего комплекса в условиях безлюдной технологии отдельных его участков.

ГАП представляет собой высший этап комплексной автоматизации производства на основе ЭВМ и экономико-математических методов. Методология ГАП содержит в себе огромные резервы повышения производительности труда и уровня организации производства. В перспективе целые производства, построенные на ос-

нове принципов ГАП, могут работать по безлюдной технологии. Однако, несмотря на высокую степень автоматизации, ГАП не является автоматической системой, а относится к типу человеко-машинных систем. Эта предпосылка весьма важна, так как определяет принципиальный подход к разработке и проектированию ГАП, методы и средства разработки. Являясь автоматизированной, а не автоматической системой, ГАП должно разрабатываться на базе принципов системного подхода на основе базовых моделей процесса управления. Анализ таких математических моделей позволяет определить три основных режима функционирования ГАП: контроль, поиск решения, реализация решения.

В режиме контроля качество функционирования ГАП контролируется с использованием комплекса математических моделей, на базе которых результат контроля может быть представлен в наглядной форме. При отклонении хода управляемого процесса от ;:игланированного с помощью моделей определяется время t, в те-чекш которого требуется выявить и устранить причину отклонения

..заданного режима. Качество контроля определяется качеством моделей и полнотой информации о состоянии системы.

В режим поиска решений ГАП переходит, если на этапе контроля устанавливается необходимость перестройки режима работы системы. Поиск оптимального или приемлемого решения осуществляется на базе глобальной математической модели всего производственного процесса. Окончательное решение принимается ЛП-Р (или лицами).

В режиме реализации решения система перестраивается по плану, выработанному на этапе поиска решения, причем каждая операция по реализации принятых решений осуществляется под автоматизированным контролем.

Описанные режимы функционирования ГАП полностью характеризуют эту систему как человеко-машинную, как автоматизированную систему управления.

В целом ГАП укрупненно можно представить как иерархическую трехуровневую систему, в которой на базе электронно-вычислительных машин и экономико-математических методов осуществляется комплексная автоматизация всего производственного процесса.

При этом на нижнем уровне автоматизируются простейшие рабочие операции, например станочная обработка деталей, сварка, резка и т. п. По существу, на первом уровне обеспечивается автоматическое управление технологическим процессом с оптимизацией режимов. Элементной базой автоматизации на этом уровне являются роботизированные комплексы, управляемые с помощью микроэвм и микропроцессорных устройств.

На втором уровне реализуется автоматизированное организационно-технологическое управление. На этом уровне синхронизируется работа модулей обработки, контроля качества, транспорт-но-накопительных и других систем на базе автоматизированного диспетчера с использованием динамической модели модуля складирования и комплектации. Управление второго уровня осущест-

вляется на базе терминальных станций обработки технико-экономической информации, связанных с центральной ЭВМ.

На третьем уровне реализуется оперативно-производственное управление на базе недельного и сменно-суточного планирования, учета и контроля. Управление на третьем уровне осуществляется на базе мини-ЭВМ, связанных в единый управляюще-вычислитель-ный комплекс с центральной ЭВМ. Подсистемы ГАП, обеспечивающие третий уровень управления, представляют собой автоматизированные системы управления производством и автоматизированные системы технологической подготовки производства.

Перестройка ГАП на выпуск новых партий изделий осуществляется программно-аппаратными средствами управляющей части с минимальным изменением основного технологического оборудования. Степень гибкости ГАП определяется степенью приспосаб-ливаемости производственной системы к динамическим и стохастическим изменениям, вытекающим из общей производственной программы. ГАП должно быстро переналаживаться на выпуск изделий различной номенклатуры, определенной для каждого производства. В гибкой производственной системе (ГПС) переход к новой производственной программе осуществляется с сохранением числа и вида элементов системы и их связей.

Отвечающая указанным требованиям функциональная схема ГАП представлена на рис. 9.1.

Выпуск заданной продукции осуществляется на робототехни-ческих участках механической обработки (РУМО) и сборки (РУС) в соответствующих роботизированных ячейках (РЯ), входящих в транспортно-накбпительную систему (ТНС). Исходные материалы на РУМО поступают с автоматизированного склада заготовок АСЗ) под управлением управляюще-вычислительного комплекса УВК). Необходимый инструмент и технологическая оснастка на УМО так же, как и на РУС, поступают по транспортной системе (ТС), связывающей эти участки с автоматизированным складом хранения инструмента (АСХИ) и автоматизированным складом хранения технологической оснастки (АСХТО).

ПДУ

АСЗ к- УВК Лшп,

FDC

ACrf

Рис. 9.1. Функциональная схема гибкого автоматизированного производства

с участка механической обработки изделия поступают на автоматизированный склад готовой продукции (ACrfli), откуда по командам УВК подаются на участок сборки (РУС). Готовая продукция с РУС поступает на АСГПг под управлением УВК.

Автоматизированные системы проектирования (АСПР) включают в себя системы: автоматизированного проектирования выпускаемой продукции - изделия (САПРИ); автоматизированной разработки технологических процессов изготовления продукции (САПТ); автоматизированную систему организационно-экономического планирования (АСОЭП); автоматизированного проектирования технологической подсистемы (САПТПС), в которую входят проектирование рюбототехнических участков механической обработки и сборки.

Все операции по доставке исходных заготовок (3), механической обработке деталей, сборке изделий, доставке требуемого инструмента и технологической оснастки, направлению продукции на склады и т. д. осуществляются под управлением УВК на базе спе-иг .ьного математического обеспечения ГАП. Сигналы управления на УВК поступают из поста диспетчерского управления (ПДУ) или АСПР. Основу технологической подсистемы ГАП составляет оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ). Модуль с ЧПУ подразделяется на две автономные части - управляющую и исполнительную. В управляющую часть загружается программа, определяющая управляющие воздействия, обеспечивающие автоматический режим работы технологической подсистемы. Исполнительная часть обеспечивает рабочие операции процесса обработки и сборки.

Как было отмечено выше, управление гибким производством осуществляется на трех уровнях. Каждому уровню соответствует свой комплекс задач и состав технических средств (рис. 9.2).

Автоматизированные системы технологической подготовки про-изводтва (АСТПП) и управления производством (АСУП) реализуют третий уровень управления, техническую основу которого составляют автоматизированные рабочие места (АРМ) и мини-ЭВМ. Обе эти подсистемы связаны с центральной ЭВМ, составляющей основу системы управления гибким производством (СУГП). АСТПП, АСУП и СУГП вместе образуют управляющий вычислительный комплекс (УВК) гибкой производственной системы (ГПС), реализующий программы управления планированием и технологической подготовкой производства. СУГП обеспечивает АСУП необходимыми данными для оперативного планирования и учета производства. АСТПП обеспечивает программы работы гибкого производства для всей номенклатуры изделий. Реализация этих программ позволяет разработать маршруты движения обрабатываемых объектов между отдельными участками производства, модулями обработки и сборки, определить состав инструмента на каждом технологическом участке, автоматизировать составление технологического процесса на изделие.

Центральная ЭВМ составляет основу второго уровня управления, а связанные с ней мини- и микроЭВМ через устройство связи

АСТПП

Центральная ЗВМ

УСО

Рис. 9.2. Схема управления гибким автоматизированным производством

С объектом (УСО) осуществляют управление первым уровнем - модулями обработки (МО) и модулями робототехники (MP). Эти модули, транспортная система (ТС) и автоматизированный склад готовой продукции (АСГП) вместе образуют исполнительную систему гибкого производства (ИСГП). Система автоматизированного проектирования (САПР), связанная с АСТПП, обеспечивает автоматизированное проектирование изделий, предназначенных для выпуска гибким производством, а также для оперативного проектирования технологии, оснастки и инструмента.

Результаты проектирования получаются в виде информации на машинных носителях, используемых для управления технологическим оборудованием при изготовлении изделий. Таким образом, отпадает необходимость такой громоздкой и дорогостоящей работы, как выполнение чертежей и другой бумажной документации.

Управление гибким производством в целом обеспечивается на базе совокупности программ, реализуемых комплексом ЭВМ, сопряженных между собой в единый управляюще-вычислительный комплекс с помощью линий передачи информации. Набор программ обеспечивает обмен данными между ЭВМ в каждом, уровне управления и между всеми уровнями.

Программное управление каждой подсистемы и всего гибкого производства базируется на .модульной основе. Библиотека модульных программ обеспечивает формирование пакетов прикладных

i программ (ППП) для решения конкретных задач в ГПС. В ре-гультате управление ГПС в значительной степени сводится к за-*грузке программ в ЭВМ, обеспечивающих реализацию модулей исполнительной подсистемы в соответствии с планом выпуска изделий, заданной технологией и темпом работы оборудования.

Реализация программных модулей тесно увязывается с временной диаграммой функционирования ГПС и текущим состоянием ее элементов.

i Весь комплекс программного обеспечения ГАП делится на две \ части - обслуживающие программы и функциональные (техноло- гические).

Обслуживающие программы составляют операционную систему ЭВМ и предназначены для управления ресурсами ЭВМ. Примерами частных функций, обеспечиваемых обслуживающими программами, являются управление загрузкой программ в память ЭВМ, контроль работы КТС вычислительной системы, управление об дгЧ)М данными между модулями и др.

Функциональные программы определяют порядок работы управляемых объектов, вытекающий из заданной технологии. Загруженные в память ЭВМ. функциональные программы настраивают элементы ГПС на выполнение заданных функций.

Таким образом, ГАП характеризуется как многоуровневая система программного управления, реализуемая комплексом ЭВМ с использованием наборов программ, организованных в программные модули. Именно это в значительной степени обеспечивает главное достоинство ГАП -.оперативное переналаживание производства на выпуск изделий различной номенклатуры с минимальными изменениями технологического оборудования или вообще без изменения его состава.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

АБД - автоматизированный банк данных 275 Автоколебания 85, 93 Автоматизация проектирования 261 Автоматизированное управление 14, 15

Автоматизированные системы управления 14, 279

Автоматическое регулирование 12

- управление 12

Алгоритм цикла проектирования 264 Алфавитно-цифровые печатающие устройства 21

Амплитудно-фазовые характеристики 55

Анализ импульсной системы 106

- модели на чувствительность 206

- систем 66, 82

- статических режимов 32 Аналого-цифровой преобразователь 170, 171

Аналоговые электронно-вычислительные машины (АВМ) 151 Астатическая система 28 Астатическое регулирование 28

Базис опорного плана (решения) 203

Базы данных 275 Банки знаний 276

Банк промежуточных результатов 279

Бифуркационные параметры 91

Блок данных 275

Блочная структура языка 287

Булев параметр 36

Булевы переменные 36

Буферная память 276

Быстродействие 24

Быстродействующие устройства памяти 157

В

Вариационное исчисление 123 Вектор возмущения 10, 122

- входных воздействий 10

- выходных величин 10, 122

- начального состояния объекта 122

- состояния объекта 122

- управления 10, 122

Векторное представление модели 187 Вещественная частотная характеристика 78, 80

---замкнутой системы 80

Воздействия возмущающие 10

- входные 10

- типовые 33

- управляющие 10 Внешняя память ЭВМ 157 Время переходного процесса 33

Гибкие автоматизированные производства 297

Гибридная вычислительная система 155

Гипербола Вышнеградского 74 Глобальный минимум целевой функции 240

Годограф вектора 69 - Михайлова 69 Градиент 135 Граница устойчивости 111 Граф 210

Графические методы 99 Графопостроители 276

Д

Двоичная система счисления 157 Двойственная задача 197, 198 Двойственность в линейном программировании 197

Двойственный симплекс-метод 202

Щ Декада 58

Е Дельта-функция 81

Ь Диаграмма Вышнеградского 73

щ Диалоговый режим 262

Ш Динамические режимы 29, 33

- свойства САУ 33

£)-разбиение 75 1 Диск магнитный 157 V Дискретные системы 99 Дисплеи 276 Р - графические 276 Щ - текстовые 276

Дифференциальные уравнения систе-

Дуальный процесс 155

Естественные ограничения 119 Ед,и>ичная трапеция 79

Ж

Желаемая ЛАЧХ 81

Задача в условиях риска 251

- календарного планирования 182

- комбинаторной оптимизации 228

- линейного программирования 182

- о назначениях 182

- оперативного стохастического программирования 253

- определения кратчайшего пути 223

- перспективного стохастического программирования 253 Задающий элемент 12

Закон управления 25 --интегральный 25

- - пропорциональный 25 Запас устойчивости по фазе 72 Звено 29

- апериодическое 41

- дифференцирующее 46

--второго порядка 47

1 --идеальное 46

--первого порядка 47

- интегрирующее 45

- колебательное 43

- неустойчивое апериодическое 42

- - колебательное 43

- усилительное 45 Зона нечувствительности нелинейного элемента 93

И

Идентификатор процесса 147 Изображающая точка 87 Изображение функции 35 Импульсная переходная функция 81

Импульсные системы 100 Импульсный элемент 99 Информация в ЭВМ 157 Исполнительный элемент 12

К

Качество управления 75 Квантование непрерывных сигналов 100

--- по времени 100

--- по времени и уровню 101

---по уровню 100

Колебательность 33 Корневые методы 76 Корректирующие устройства 12

--параллельные 12, 81

--последовательные 12, 81

Коррекция импульсных систем 114

- линейных систем 81 Косвенные оценки качества 76 Коэффициентный метод построения ЛАЧХ 64

Коэффициенты передаточной функции 52

- передачи звена 30

- усиления звена 30 Критерии устойчивости 67

- - алгебраические 67

-- Гурвица 68

--Михайлова 69

--Найквиста 69

- - Рауса 67

--частотные 69

Л

Линейные системы управления 40 Линии переключения 91 Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика (ЛАЧХ) 57

-- фазочастотная характеристика

(ЛАФЧХ) 57

Логарифмический критерий устойчивости 72

Локальный минимум целевой функции 240

М

Матричное предстанление модели 187 Метод ветвей и границ 232 - вещественных частотных характеристик 78

- гармонического баланса 93

- Го мори 230

- градиента 136, 241

- динамического программирования 127

- Жордана - Гауса 191

- критического пути 224

- математического программирования 180

- минимального элемента 216

- неявного перебора вариантов 233

- операторный 76

- отсекающих плоскостей 230

- Попова 97

- трапециевидных частотных характеристик 80, 114

- фазовых траекторий (портретов)

- штрафных функций 243

- Эрроу - Гурвица 247 Микропроцессор 158 Микроэвм 158 Мини-ЭВМ 156

Модели аналитические детерминированные 284

- математические 34

- математические сложных систем 39

- линейные 40, 179

Модуляция амплитудно-импульсная 101

- временно-импульсная 101

- широтно-импульсная 101

Н

Надежность АСУ 294, 296

- комплекса технических средств 296

- организационно-технологическая 297

- эксплуатационная 297 Накопитель на магнитных барабанах 157

--- дисках 157

--- картах 157

--- лентах 157

Нелинейные системы 84 Нелинейный элемент 85 Номограмма построения фазовых характеристик 58

Обеспечение АСУ информационное 282

-- лингвистическое 286

--математическое 284

-- организационное 288

--правовое 288

--программное 285

-- техническое 282

Обеспечение САПР информационное 268, 275

---лингвистическое 268, 270

--математическое 268, 271

-- методическое 268

-- организационное 268

- - программное 268, 273

- - техническое 268, 276 Область устойчивости 72 Обратная связь 10

-- гибкая 19

-- главная 11

--жесткая 19

--местная 12, 13

-- отрицательная 11

---положительная 12

Объект управления 10

Оператор характеристический 53

Определители Гурвица 68

Оптимальные системы 116

Оптимизаторы 131

Особая точка 89

Оценки качества управления 76

--- косвенные 76

--- прямые 76

Ошибка регулирования в замкнутой системе 32

--в разомкнутой системе 32

- среднеквадратичная 34

- статическая 32

П

Передаточная функция 41

--апериодического звена 41

--дифференцирующих звеньев 47

--замкнутой системы 51

--интегрирующего звена 45

--колебательного звена 43

-- усилительного звена 45

Переменные состояния 37, 122 Перерегулирование 34 Переходная функция 41 Плоскость фазовая 88 Подсистемы АСУ 281 Подсистемы САПР 267 --обслуживающие 267

- - проектирующие 267 Показатели динамических режимов САУ 33

Портрет фазовый 89 Порядок астатизма 57 Постоянная времени звена 41 Предельные циклы 90 Преобразование Лапласа 35

- непрерывного сигнала 100

- структурных схем 50 Преобразователь аналого-цифровой 170

- цифро-аналоговый 171 Принцип максимума Понтрягина 123

- оптимальности Беллмана 127

- управления комбинированный 24 --по возмущению 24

--- отклонению 22

Программирование математическое 39

- - динамическое 123

- - линейное 180