Прогнозирование технических систем

Схема процесса исследования или проектиро­вания предусматривает обязательную последователь­ность этапов:... - моделирование - оценка результатов - синтез вариантов - принятие решения - реализация результатов. Наука, изучающая закономерности процесса прогнозирования на­зывается прогностикой или иногда футурологией. Логическая формула различных видов процесса выработки информации о будущем (предвиде­ния) сводится к следующему:

- прогнозирование - «Вероятно, будет» - планирование - «Должно быть».

Чем более далекий во времени прогноз мы хотим осуществить, тем более широкий доверительный интервал (при одной и той же доверитель­ной информации) будем получать при этом. Поскольку для нас интересно оценивать поведение конкретной системы, далее будем рассмат­ривать только техническое прогнозирование, включающее в себя этапы модели­рования - анализа результатов - синтеза вариантов, что является основой подготовки к принятию решения. Учитывая сложность исследуемых систем, главным инструментом прогнозирования является набор из большинства компонент современной информационной технологии, а именно:

- комплексы компьютерных программ общего назначения и имитационного моделирования;

- мультимедийные технологии;

- распределенные базы данных и знаний;

- интеллектуальные экспертные системы.

В процессе создания РЭС, а также на всех этапах ее жизненного цикла важно определять техническое состояние с помощью метрологи­ческих методов при общении с реальными образцами РЭС или измерен­ных параметров модели. Эти данные служат основанием для прогноза будущего поведения или принятия управленческих решений. Самой большой проблемой при прогнозировании является предсказание скачков функции. При прогнозировании можно выделить два характерных подхода к решению поставленной задачи:

- прогнозирование будущего состояния РЭС на основании изучения процесса ее поведения при моделировании или на исследуемом образце, что характерно для вновь разрабатываемых систем;

- прогнозирование будущего состояния РЭС на основании изучения аналогичного изделия.

При выборе метода прогнозирования необходимо пользоваться набором показателей качества прогнозирования, которые могут изменяться при изменении условий задачи исследования. К числу наиболее применимых показателей качества прогнозирования относятся:

1. Точность прогнозирования К_т, которая характеризуется степе­нью соответствия величины, полученной в результате прогноза действительной величине и измеряемая величиной разности между ними. При вероятностном прогнозировании ошибка оценивается параметрами закона распределения, чаще всего в предположении нормального закона распределения математическим ожиданием и дисперсией.

2. Быстродействие прогнозирования К_б,которое представляет собой отношение времени, потраченного на прогноз к длительности прогнозируемого интервала.

3. Стоимость прогнозирования К_с, измеряемого отношением затрат насоздание специальных средств прогнозирования к общей стоимости. Количество показателей может быть значительно больше и зависеть от характераи целей прогноза.

Существует много информационно-прогнозирующих систем PROFILE, РАТТЕRN, ОРИЕНТИР, ИСТОК и др., реализующих большой потенциал прогностических методов, к сожалению недостаточно используемый в повседневной практике исследователей. Большинство из них рассчитано на реализацию долгосрочных прогнозов, связанных с перспективой развития какого-либо направления народного хозяйства. Практически все из них (метод прогнозного графа, PATTERN, ЦППО, метод двойного дерева и т.п.) используют идею построения дерева целей, событий, задач и мало применимы для задач технического прогнозирования.

При техническом прогнозировании приходится решать следующие задачи исследования: задачи оценивания, сравнения и выбора рациональных вариантов при ограниченных ресурсах. Внедрение информационных технологий, использующих всё более производительные ВС, сделало возможным решение указанных задач при эволюционном и оперативном управлении РЭС, Эволюционное управление предусматрива­ет возможность прогнозирования будущих кардинальных усовершенствова­ний системы, а оперативное управление позволяет вносить коррективы в реальном масштабе времени. Следовательно, прогнозирование и управле­ние при стремлении времени реакции системы к нулю сливаются в один про­цесс. На тактическом уровне системной прагматики рассматри­ваются проблемы, связанные с изучением фазовых и выходных траекторий системы. Четвёртый - элементный уровень, на котором исследуются задачи, связанные с поведением отдельных компонент, может представлять интерес в зависимости от уровня детализации рассмотрения. Любая задача третьего и четвёртого уровня имеет морфологическую структуру, приведенную на рис. 4.3.

 

 

Рис. 4.3. Морфологическая структура задачи

МУ - механизм управления решением задачи;

БМ - базисный механизм задачи;

С - среда решения задачи.

Механизм управления процессом решения задачи осуществляет решение в нашем случае в информационной среде, содержащей исходные данные, промежуточные и конечные результаты. В роли базисного механизма выступает концептуальная модель при моделировании или имеющееся оборудование в процессе производства. Главным отличием МУ является его активная роль в решении проблемы, в том числе и за счет использования данных прогнозирования. Среда включает в себя элементы обмена и шумовые факторы. При использовании информационной технологии, она оказывается составной частью общего информационного поля (Information Field), которое включает в себя:

- информационные образы объекта исследования, исходных данных и параметров среды;

- используемые вычислительные средства, начиная от ЭВМ и кончая вычислительной сетью того уровня, который необходим для решения поставленной задачи;

- информационные технологии.

Информационное поле пополняется за счет активных и пассивных источников информации. К числу активных относятся генераторы ин­формации, создающие новую информацию за счет синтеза информации не­скольких пассивных источников, либо за счет выявления новых свойств и функций исследуемой системы, либо получения новых знаний и принци­пов при изучении примыкающих информационных полей, не связанных напрямую с задачами исследования. Вза­имопроникновение информационных полей приводит к появлению не­определенности и размытости получаемых решений. К числу пассивных источников информации относятся такие, которые дают справочную и нор­мативную информацию.

Набор информационных систем любой крупной корпорации включает в себя:

1. Системы обработки коммерческой информации.

2. Автоматизированные системы исследования, проектирования и производства.

3. Автоматизированные офисные системы.

4. Информационные системы управления.

5. Автоматизированные системы поддержки принятия решений и экспертные системы.

6. Административные информационные системы.

Из названного набора систем нас интересуют в первую очередь группа информационных систем, включающая в себя 2, 4, 5 системы. Системность РЭС, их сложность заставляет искать новые методы исследования, например на модельно предсказательной основе. При этом надо четко понимать, что интеграция различных информационных систем требует создания сис­тем управления самими информационными процессами - СУИП, включаю­щими в себя как компоненты не только ВС, но и блоки организационного и технологического управления, устройства анализа связей между подсистема­ми синтеза структур СУИП.

Рассматривая процесс исследования можно заключить, что при прогнозировании процессы моделирования и управления действуют во взаимо­связи, и их отдельное рассмотрение может привести к неверным выводам. Протекание процесса функционирования системы полностью определяется механизмом управления, действующего на основе законов, заданных базисным механизмом. Результаты прогнозирования должны быть такими, чтобы сформулированная в начале исследования проблема или проблемы нашли свое рациональное решение. В результате решение задачи системной прагматики должно подтвердить необходимость, реализуемость и целесо­образность того или иного прогнозируемого исхода. Набор таких альтерна­тив для последующего принятия решения можно получить с помощью различных методов, часть из которых перечислена ниже:

- любые виды экспертных методов;

- методы прогнозирования структуры в виде различных стохастических сетей;

- на основе исследования внутренних и внешних связей;

- на основе учета внутренних и внешних ресурсов;

- на основе функционального анализа с учетом КЦФ.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: