Обоснование степени автоматизации диагностирования

 

Поскольку в процессе диагностирования участвует оператор, то при проектировании ТСД следует определить, какие из операций будут выполняться оператором вручную, а какие автоматически. Повышение степени автоматизации обычно направлено на сокра­щение времени диагностирования и сопровождается возрастанием стоимости.

Каждая операция алгоритма процесса диагностирования может быть охарактеризована временем выполнения , погрешностью реализации и стоимостью с_к.

При решении задач по определению рациональной степени ав­томатизации в системе оператор-техническое средство в настоящее время используют как качественные, так и количественные методы. Основными принципами решения задачи являются качественные методы.

Рассмотрим метод количественной оценки.

Постановка задачи: известен алгоритм процесса диагностирова­ния F_d, реализующий выбранные задачи и методы М_j диагностиро­вания, время диагностирования . Необходимо определить степень автоматизации диагностирования, т.е. фрагменты и операции алго­ритма, реализуемые с помощью технических средств.

Если известны стоимости и затраты времени на выполнение ка­ждой операции вручную или автоматически, то задача формулиру­ется как оптимизационная:

найти min

при ;

где С_ак, С_рк, _ак, _рк - соответственно стоимости и затраты времени на автоматические и ручные операции;

Алгоритм процесса диагностирования представляется ориенти­рованным графом G(F,E), вершинами которого являются операции

, к = а ветви j= указывают связи между операциями (рис.4.14).

В графе G(F,E) имеется определенное число L вершин f₃, …,

Рис.4.14. Алгоритм процесса диагностирования.

Рис.4.15. Преобразованный граф.

соответствующих операциям принятия решения о состоянии объекта при оценке одного из параметров. Из этих вершин (например, ) вы­ходят две ветви, первая из которых соединяет эту вершину с верши­ной _+s, соответствующей +1 операции принятия решения по оцен­ке следующего параметра, а вторая - с вершиной _+1, соответствую­щей операции, связанной с определением причины недопустимого изменения - го параметра.

Для выполнения анализа граф G(F,E) преобразуется таким об­разом, чтобы операции, связанные с каждым -м, = парамет­ром, следовали одна за другой (рис.4.15). В полученном графе для упрощения устраняются вершины, соответствующие одинаковым операциям.

Задача решается следующим образом (рис.4. 16). По графу G(F,E) строится граф G_p выполнения алгоритма процесса диагно­стирования вручную, а ниже - граф G_a выполнения алгоритма авто­матически, причем каждой вершине (операции) графа G_pсопостав­ляются вершины (операции) в графе G_a. Если операции в графе G_p трудно сопоставить операцию, выполняемую автоматически, то не­сколько операций в графе G_p объединяют в одну и представляют ее обобщенной вершиной. Вершины графов G_p и G_a соединяют ветвями по принципу: к- я вершина одного из графов соединяется с к+1-й вершиной другого графа.

Каждой вершине графа сопоставляются стоимостные С_рю С_ак и временные _рк, _ак затраты.

В стоимость операции, выполняемой вручную, включается стоимость используемых при этом измерительных приборов, инди­каторов и схем коммутации.

При автоматическом выполнении операции стоимостные затра­ты рассчитываются по формуле:

С_ак = С_к ,

где С_к - стоимость одного базового и примыкающих к нему элементов;

– число базовых элементов, необходимых для выполнения к-й операции.

Рис. 4.16. Алгоритм процесса диагностирования.

Временные затраты на выполнение операций вручную опреде­ляются с помощью следующей формулы:

= ,

где R - число простых операций (поиск органа управления, включе­ние, переключение и т.п.), из которых складывается к-я операция в алгоритме процесса диагностирования; - затраты времени на j-ю простую операцию.

Затраты времени при выполнении операции подсчитываются автоматически следующим образом:

= ,

где - число операций h -го типа (сложение, вычитание и т.п.), не­обходимых для выполнения к-й операции; L_h- число операций h -го типа, выполняемых в единицу времени.

В предположении, что одновременно за допустимые пределы может выходить значение только одного параметра, затраты време­ни на реализацию алгоритма поиска дефекта определяются с учетом вероятности необходимости выполнения этих операций, которая рассматривается как показатель значимости алгоритма поиска де­фекта. Значимость определяется с помощью выражения:

= ; =1,

где l - число дефектов, приводящих к недопустимому изменению v- го параметра; - вероятность возникновения дефекта i-гoэлемента. С учетом сказанного

= ; = .

Задача по обоснованию рациональной степени автоматизации сводится к выбору из множества возможных простых путей Х={ х_а,...,х_р}, = , в графе (см. рис.4.16), для которых удовлетворя­ется условие:

одного пути , с наименьшими стоимостными затратами

Решение этой задачи выполняется в два этапа: на первом определяется множество Х, на втором выбирается . Эта процедура может оказаться трудоемкой, если количество операций п в алгоритме велико, поскольку число итераций N в общем случае равно N= +к. Его можно уменьшить, осуществив перебор следующим образом: выбрать простой путь обладающий наименьшей стоимостью, и проверить для него условие (4.6). Если условие(4.6 ) удовлетворяется, то - искомый путь. Если же это условие не удовлетворяется, то в пути последовательно по одной заменяются вершины, принадлежащие графу G_p. на вершины, принадлежащие графу G_a ( или наоборот), и проверяется условие (4.6). Для упорядочения замер предварительно вычисляется критерий значимости , который характеризует сокращение временных затрат, приходящееся на единицу стоимости:

= .

Производится замена вершины на вершину, обладающую наибольшим значением критерия . Для вновь полученного пути проверяется условие (4.6). Процесс повторяется до получения удовлетворительного решения.

При выполнении условия (4.6) все вершины, вошедшие в путь фиксируются, и определяется коэффициент автоматизации процесса диагностирования

К_а = т/п,

где m- число операций, выполняемых автоматически; п - общее число операций, выполняемых при диагностировании.

Операции, выполняемые автоматически, составляют алгоритм функционирования ТСД, который является основой построения функциональной схемы на принятой элементной базе.

 

Контрольные вопросы.

1. Определите правильный порядок операторов, реализуемых ТСД.

2. В каком порядке выполняются этапы процедуры разработки ТСД.

3. Укажите вид целевой функции оптимизационной задачи, используемой на первом этапе проектирования ТСД, если объект создан.

4. Каким образом формируется оптимизационная задача при решении задач этапа структурно-функциональной организации ТСД?

5. Какие операторы используются при построении граф – схем алгоритма процесса:

а) логических условий; б) действия; в) представления?

 

⇐ Предыдущая12345

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: