автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Синтез моделей и алгоритмов анализа функционирования стохастических технологических систем в условиях конфликта взаимодействующих параметров

На правах рукописи

- 9 НЮЛ 13Я7

ГЛУЩЕНКО СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

СИНТЕЗ МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ АНАЛИЗА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СТОХАСТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ КОНФЛИКТА ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ

специальность 05.13.16 - Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (в отрасли технических наук)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 1997

Работа выполнена в Воронежской государственной технологической академии на кафедре математического моделирования технологических слстем.

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Сысоев В.В.

Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент Десятов Д.Б.

Официальные оппоненты:

Заслуженный работник Высшей школы РФ, доктор .технических наук, профессор Бухарин С.В.

/

кандидат технических наук, доцент Провоторов В.В.

Ведущая организация:

Государственное предприятие "Научно-исследовательский институт электронной техники" (НИМ ЭТ)

За1цита состоится

"2¿?" ¿¿Уу-^О 1997 г. в ¿У"

час. на заседании диссертационного совета Д063.90.02 Воронежской государственной технологической академии в конференц-зале по адресу г.Воронеж, проспект Революции, 19, ВГТА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА.

Автореферат разослан " " С 1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент' Самойлов ü.M.

ОБЩАЯ 'ХАРАКТЕР И С Т И К А РАБОТ Ы

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. На современном этапе развития научно-технического прогресса наблюдаются непрерывные качественные и количественные изменения в сфере производства., являющегося одним из разновидностей технологической системы (ТС). Реальные наукоемкие, высокоточные ТС в большинстве своем имеют стохастическую природу и, как правило, конфликтный характер взаимодействия параметров. Особая трудность в связи с этим возникает при оптимизации и диагностическом анализе стохастических технологических систем (СТС). На сегодняшний день не достаточно строго решены задачи формализации конфликта параметров СТС. Существующие подходы к исследованию конфликта не учитывают стохастический характер систем, страдает концептуальной неполнотой. Возникает потребность в разработке моделей, алгоритмов и принципов, позволяющих оценивать конфликтные взаимодействия, выбирать конфликтные решения для обеспечения нехудших условий функционирования СТС. Отсюда возникает необходимость проведения анализа функционирования ТС на основе исследования конфликта параметров с применением методов многомерной статистики. Такой анализ позволяет выявить истинные причины развития системы в том или ином направлении, перехода из стационарного состояния в нестационарное.

Диссертационная работа выполнена на кафедре математического ' моделирования технологических систем Воронежской государственной технологической академии в соответствии с программой работ Государственного комитета Российской федерации по высшему образованию по теме "Моделирование технологических систем, принципов и методов их автоматизированного проектирования и управления", ГР N 01920008098; программой работ Головного совета ГКБ0 Р5 по автоматике и система,! управления по теме "Моделирование информационных технологий и разработка инструментальных средств управления процессами и производствами", ГР N 01920008098.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью диссертационной работы является разработка инвариантных к предметной области системной модели, алгоритмов и численных схем анализа функционирования стохастических ТС на основе исследования конфликта взаимодействующих параметров. Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Разработка системной модели анализа функционирования ТС в условиях конфликта взаимодействующих параметров.

2. Построение информационно-структурной модели анализа функционирования ТС, реализующей логические схемы принятия решений в технологических задачах.

3. Определение вероятностного и статистического конфликта для анализа функционирования ТС.

4. Разработка алгоритмов и численных схем анализа функционирования ТС в условиях конфликта взаимодействующих параметров.

Б. Определение взаимосвязей информационного, алгоритмического и специального программного обеспечения.

6. Проведение программного эксперимента и реализация результатов в конкретных практических задачах.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования базируются на использовании теорий: многомерного статистичекого анализа, причинного анализа, теории множеств, графов, исследования операций, принятия решений, теории информации. Описание отдельных цепочек информационно-структурной модели проводится на языке логических схем алгоритмов. Общей методологической основой является системный подход.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА полученных в диссертационной работе результатов заключается в следующем:

1. Разработаны инвариантная к предметной области системная . модель анализа функционирования ТС на основе исследования конфликта взаимодействующих параметров, в том числе модели исследования и оценки конфликта параметров.

2. Создана информационно-структурная модель анализа функционирования ТС, реализующая взаимосвязь схем определения и исследования конфликта, многомерного статистического анализа, причинного анализа и принятия решений в единый информационный граф и графы управления.

3. Даны определения вероятностного и статистического конф--ликта параметров ТС.

4. Построены алгоритмы и численные схемы анализа функционирования ТС на основе исследования конфликта.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1. Инвариантная к предметной области системная модель анализа функционирования ТС на основ? исследования конфликта взаимо-

действующих параметров, модели исследования у оценки конфликта параметров.

2. Информационно-структурная модель анализ,', функционирования ТС, реализующая взаимосвязь схем определения и ) сследования конфликта, многомерного статистического анализа, пр' чинного анализа и принятия решений в единый информационный граф и графи управления.

3. Алгоритмы и численные схемы анализа функционирования ТС на основе исследования конфликта взаимодействуют,их параметров.

4. Специальное программное обеспечение, апробированное в условиях эксплуатации на реальных производственных объектах.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. В результате проведенных исследований разработана методика анализа функционирования ТС р условиях конфликта ее параметров, разработано специальное программное обеспечение, которое может быть использовано в САПР, АСУ, АСУТП, АСГО1. Программное обеспечение легло в основу автоматизированной системы АНКОН, которая использовалась при решении ряда практических задач, таких как: анализ стационарности ТС; определение и исследование скрытых механизмов функционирования системы, причин перехода ТС из стационарного состояния в нестационарное, факторов возникновения конфликта параметров; анализ динамита конфликта; анализ связи этих факторов с факторами и причинами нестацпокар-ности ТС; уменьшение времени обработки информации и др.

Автоматизирована ..1 система АНКОН является инструментом, поз, воляющим провести анализ функционирования ТС, дать направленную информацию на принятие адекватных решений относительно воздействий на ТС, на основе анализа динамики конфликта выявить характер изменения поведения системы.

Результаты работы внедрены на заводе "Злаке" в г. Зеленограде, включены в комплексную систему управления производства блоков магнитных головок (ЕМГ). Эффект получен за счет снижения времени обрабатываемой информации, уменьиения ошибок при обработке информации, повышения точности принимаемых решений.

АПРОБАПИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты диссертационного исследования догладывались и обсу;чдалнсь на следую^;:х конференциях и семинарах: Школа - семинар стран СНГ "Современны* методы в теории краевых задач" (г. Воронеж, 1552г.); Российская научная конференция "Информационные технологические системы. Т:-/-нологич-екпе задачи механики сплошных сред" (г. Вороне*, 1552г.1;

Межреспубликанская конференция "Повышение эффективности средств обработки пнформанип на базе математического н машинного моделирования" (г. Тамбов, 1993г.); Межрегиональный научно-технический семинар "Применение компьютерных технологий и систем для решения современных научно-технических и экономических еадач" (г. Черкассы, 1993г.); Российский научный симпозиум "Молодежь и проблемы информационного и экологического мониторинга" (г. Воронеж, 1996 г.), научно-технические конференции ВГТА 1991-1997' г.г..

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы из 118 наименований и одного приложения. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста, содержит 33 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулировали цели и задачи исследования, показана научная новизна, изложено основное содержание работы.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ показаны необходимость и целесообразность анализа функционирования СТС на основе исследования конфликта между параметрами в сочетании с известными методами , многомерной статистики, математически?,! аппаратом анализа функционирования систем и принятия решений в условиях неопределенности.

Поскольку анализ функционирования СТС - это сложный, многоступенчатый процесс, то при его проведении необходимо использование математического аппарата исследования и средств вычислительной техники. Наибольшие сложности при анализе возникают в условиях конфликтного взаимодействия параметров системы, что вызывает серьезные затруднения в задачах оптимизации и диагностического анализа. Это обстоятельство требует применения методов векторной оптимизации, теории выбора, теории конфликта.

Было подчеркнуто,что при анализе функционирования ТС очень важно исследовать развитие системы с целью определения качественных и количественных характеристик этого развития, прогнозирования поведения системы и возможных воздействий на ход ее развития. Рыло показано, что развитие ТС - это во многом изменение состоя-

ний конфликта ее параметров. Отсюда сделан вывод, что исследование конфликта - одна из наиболее важных задач анализа функционирования ТС.

Был дан аналитический обзор того, что сделано е теории конфликта. Показаны разные подходы к определению конфликта, его формализации; к способам разрешения конфликта. В ряде работ конфликт исследовался на основе математической теории игр. Однако для исследования реального конфликта такого аппарата недостаточно вследствие его концептуальной неполноты. Исследование конфликта требует аппарата, учитывающего многомерность, неоднозначность и неопределенность анализируемого процесса. Интересным показалось определение конфликта как способа взаимодействия систем, при этом сделана попытка системного исследования проблем конфликта, выявления формально разрешимых ситуаций и обоснования решений, исходя из концепции системотехники. Тем не менее, предложенный на сегодняшний день математический аппарат недостаточен для анализа функционирования СТО на.этапе выявления конфликта, его формализации..

В итоге были определены задачи анализа функционирования СТО в условиях конфликта взаимодействующих параметров.

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ предложен математический аппарат исследования ТС на основе анализа конфликта параметров системы. Введены 'определения вероятностного и статистического конфликта. Обосновано выявление конфликтующих параметров с помощью выборочного парного коэффициента корреляции. Введены понятия ядер конфликта, согласия, безразличия, множества статистических конфликт-пах решений (МСКР); разработаны процедуры их выделения. Осуществлен информационный подход к исследованию конфликта. Даны понятия информационной ценности параметров, ядер конфликта, согласия, безразличия. Определены условия, при которых возможен анализ функционирования ТС по ядрам конфликта.

На основе теоретических выкладок разработаны: системная модель анализа функционирования ТС в условиях конфликта взаимодействующих параметров; модель выделения ядер конфликта, согласия, безразличия; модель анализа динамики конфликта; алгоритмическая модель сравнения ядер конфликта.

Определение конфликта в СТО основывалось на определении, введенном проф. В.В. Сысоевым. Пусть системы 3\ и З^ взаимодействуют в процессе достижения некоторой поставленной цели, полез-

ность достижения которой оценивается функцией q. В процессе взаимодействия систем возможны следующие отношения между ними: К -конфликт, С - согласие, Б - безразличие.

Определение 1. So К Si (So конфликтует с Si), если q(Si,S2) < q(Si,§2), т.е. присутствие системы уменьшает общую полезность.

Для стохастических систем естественно в качестве функции полезности рассматривать вероятность достижения заданной цели. При этом можно говорить о конфликте случайных событий, заключающихся в достижении некоторых целевых состояний. Тогда, если А и В -совместные зависимые случайные события (например, заключающиеся в достижении целевых состояний стохастическими системами Si и S2 соответственно), то из Определения 1 вытекает

Определение 2. Между событиями А и В наблюдается вероятностный конфликт, если Р(А/В) < Р(А). Р(А/В) - условная вероятность.

Были доказаны Теоремы 1, 2, определяющие некоторые свойства вероятностного конфликта. Теорема 1 доказывает симметричность вероятностного конфликта. Теорема 2 доказывает, что конфликт между двумя случайными событиями определяется отрицательным значением их парного коэффициента корреляции Rae.

Теорема 1. Р(В/А) < Р(В) тогда и только тогда, когда Р(А/В) < Р(А)

Теорема 2. А К В тогда и только тогда, когда Rab < О.

Перейдем к рассмотрению конфликта между непрерывными случайными величинами X и Y. Пусть X принимает значения на отрезке [а,ЬЗ, a Y на отрезке Ec,d3. Разобьем [а,Ы на отрезки Cao,ai], [ai.ag],...,[an-i,an] и [с,сП на отрезки [co,ci], Cci,c2],..., г.сп_А,сп], где ао = а, an = Ь, со = с, cn = d. X достигет оптимума на [an-i,an], a Y на [cn-i,cn]. Основываясь на Определении 2, можно ввести определение конфликта двух случайных величин.

Определение 3. X К Y , если P(Xe[an-i,an]|YeCcn-i,cn]) < P(Xe[an-i,an]|Ye[cn-2,cn-i3)< < ... < PíXeCan-i^n] |Y6[c0,ci])

Справедливо утверждение:

Теорема 3. X К Y тогда и только тогда, когда RXy < 0.

Здесь RXy - парный коэффициент корреляции между X и Y.

В реальных условиях при анализе конфликта в ТС приходится

работать о выборочными данными, поэтому необходимо дать определение конфликта между двумя выборочными случайными величинами X, У.

Определение 4. Конфликт, оцениваемый на основе выборочных данных будем называть статистическим.

Ив Теоремы 3 следует

Теорема 4. Между случайными величинами X и У наблюдается статистический конфликт тогда и только тогда, когда выборочный значимый коэффициент корреляции гуу имеет отрицательное значение.

Отсюда приходим к выводу, что конфликт в реальных ТС можно оценивать по значениям выборочных коэффициентов корреляции между параметрами системы. Корреляционный анализ параметров ТС может дать следующие результаты:

1. Выделяются корреляционные плеяды с отрицательной корреляционной зависимостью между параметрами;

2. Выделяются корреляционные плеяды с положительной корреляционной зависимостью между параметрами;

3. Выделяется группа независимых параметров.

Параметры, соответствующие 1., образуют ядра конфликта. Параметры, соответствующие 2., образуют ядра согласия. Параметры, соответствующие 3., образуют ядро безразличия.

Выделение ядер конфликта позволяет структурно охарактеризовать конфликт с целью его дальнейшего анализа.

При исследовании конфликта, для каждой пары конфликтующих параметров нужно выделить то множество их значений, которое определяет конфликт. Цель этой процедуры - качественно и количественно детализировать конфликт на уровне значений параметров.

Такое конфликтное множество или МСКР для конфликтующих параметров Х^ и- Хд можно определить следующим образом: МСКР = -С(Х1к,Хэ1.;): 3(к>, Уз 31 (зДеШ): (1)

(Х^.Хзз), О " нехудшие по Парето },

здесь к, б, Ь - номера наблюдений параметров Х* и X,.

Далее был описан информационный подход к анализу функционирования ТС. Он основан на предположении (и это было доказано), что параметры из ядер конфликта, согласил, безразличия несут разное количество информации (по Шеннону) о системе в задачах оптимизации. Введем обозначения для ядер конфликта, согласия, безразличия : \ч'ь соответственно < 1,л - номера ядер): К, в, о -количество параметров в 'л'1'", , №-,, V/0. Гбогняч'.:с ИХ) геличину ин-

формативное!!! (по Шеннону) параметра X. Нижеследующие Теоремы Б -7 дают возможность говорить о том, что при достаточно большом числе конфликтующих параметров в ТС они несут основное количество информации о системе.

Теорема 5. l(xewKj) > 1(XewCj(W6)) при k > s(b).

Обозначим I(WKi), I(Wcj), I(W6) величины информативности WKi, Wcjs W6.

Теорема 6. I(WKi) > I(Wcj(W6)) при k > s(b).

Далее обозначим xi, 62i среднее значение и выборочную дисперсию параметра Xi.

Теорема 7. I(xi:XiewKi) > I (xm:XmeWcj (W6))

I(62i:XiewKi) > I(6zm:XmeWCj(W6)) при k > s(b).

Приведениеэ Теоремы 5-7 позволяют предположить, что существуют условия, при которых анализ функционирования ТС (в частности по Теореме 7 анализ стационарности) возможен по ядрам конфликта. Остается определить эти условия.

В связи с тем, что параметры из ядер конфликта, согласия и безразличия представляют неодинаковую ценность с точки зрения количества информации о системе, которое они несут, необходимо ввести понятие информационной ценности параметров, информационной ценности подсистем, состоящих из ядер конфликта, согласия, безразличия. Величина информационной ценности параметра должна зависеть от двух составляющих: 1) от величины информативности параметра; 2) от количества и силы связей с другими параметрами в ядре. Связи необходимо учитывать в ядрах конфликта и согласия при диагностическом анализе (анализ стационарности, факторный, 'причинный, регрессионный анализ), в ядрах конфликта при оптимизации ТС в силу группового характера поведения параметров. Величины информационной ценности для параметра из ядра конфликта, согласия, безразличия представлены соответственно: Ч Р

Cik - IiR Е irKij |sCic - Iic E rcij; Ci6 = Ii6. (2)

0=1 3=1

Здесь Iik, Iic, Ij6 - соответственно величины информативности i - го параметра из ядра конфликта, согласия, безразличия по Шеннону (Ij = - EPim Log Pim) ,где.Pi - вероятность того, что i -и параметр принимает значение из ш - го подинтервала своего интервала варьирования; rS.j (rCi3)"- коэффициенты корреляции 1 -

го параметра с з - ми в ядре конфликта (согласия).

Суммарная информационная ценность параметров соответственно из ядер конфликта, согласия, безразличия равна: к б Ь

СК = Е С!Л Сс = Е С!4с, С6 = Е С^6, (3)

1=1 1=1 1=1 С3 = Ск + С' + С6. С® - информационная ценность параметров ТС.

Величина информационной ценности конфликтующего параметра выше, чем неконфликтующего (в задачах оптимизации), поскольку :

1) информативность конфликтующего параметра превышает информативность неконфликтующего;

2) конфликтующий параметр представляет больший интерес, поскольку вызывает больше проблем при оптимизации системы.

В атом этом случае для величины С1С связи 1-го параметра с 3 - ми не учитываются в силу положительной корреляции.

Обозначим ш=к+Б+Ь- общее число, а п = з + Ь - число неконфликтующих параметров. №к = Шк1( Vе = Сн = Сс + С6. •

Справедливо утверждение:

Теорема 8. Ск -* С5 при т -»

Доказательство этой теоремы позволило вывести соотношения количества параметров из Ук - к, - 5 и - Ь, при которых возможна оптимизация и диагностический анализ ТС по параметрам из ядер конфликта.

При оптимизации для больших значений кип „

к > п 1сн / 1сК, ' (4)

для произвольных кип

1снп / 1сКк2гк < С1, (5)

При диагностическом анализе

[ (5?- 1сс гс)/2 + Ыбс 3 / к2 1кс гк % Со. (6)

Здесь гс = гп1п(гс^1), гк = шах(1гкл1), 1ск, Iс', 1с° " соответственно средние информативности для параметров из №К, В частности

к п

1ск = 1/к Е Iзк, а 1сн = 1/п Е (7)

,1=1 3=1

Величины С1 и Сг соответствуют величине уровня значимости и определяются исследователем е зависимости от требуемой точности анализа функционирования ТС.

Проведенные рассуждения и теоретические выкладки позволили построить системную модель анализа функционирования ТС в условиях конфликта взаимодействующих параметров (рис. 1). Её блоки также представляют собой модели тех процессов, которые они описывают.

Рис. 1. Системная модель анализа функционирования ТС в условиях конфликта взаимодействующих параметров.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ описано построение логических схем анализа функционирования ТС и принятия решений на основе информационно-структурной модели (рис. 2). Её основными элементами являются блоки переработки информации, ■ информационные массивы, точки диалога, параметрические связи. Структура такой информационной модели представлена ориентированным графом, вершинами которого являются блоки переработки информации или точки диалога, ду-

гамн - параметрические связи.

Блоки Aj информационно-структурной модели характеризуют определенные функциональные модули; Pj - проверяют условия; Si;¡ -осуществляют связь с внешней средой посредством информационных векторов Xi з.

Монитор модели передает управление одной из подсистем анализа функционирования ТС в зависимости от информации, полученной из внешней среды. Подсистема I уровня осуществляет анализ стационарности ТС. Она включает блок предварительного статистического анализа Аю, после которого блоки Ац, А12, Ais производят анализ стационарности, выполняя соответственно сравнение векторов средних, покомпонентное сравнение векторов средних и сравнение дисперсий параметров. Подсистема II уровня осуществляет анализ конфликта. Последовательность блоков А17, Aie, Ai9 определяет ядра конфликта, согласия, безразличия и МСКР. Блоки Ago и А21 выполняют факторный анализ; А22, А03, А24 ~ регрессионный анализ; А25 -причинный анализ ТС по ядрам конфликта. Подсистема 111 уроьня (подсистема принятия решений) позволяет выработать комплекс мер по воздействию на ТС по результатам анализа. Блок А30 вырабатывает рекомендации по результатам анализа стационарности ТС; А31 -Азд позволяют принять нужные решения по результатам анализа конфликта (включая исследование динамики конфликта); A4Q - Еыдает рекомендации по результатам анализа брака ТП; и, наконец, А42 определяет комплекс рекомендаций по воздействию на ТС.

Подсистема принятия решений подводит итог работы всех звеньев подсистем I и 11 уровней. ¿

Б ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ содержится описание требований к информационному обеспечению, специального программного обеспечения и результатов апробации автоматизированной системы анализа функционирования ТС АНКОН в условиях производства ЕМГ.

Программная реализация предложенных моделей и алгоритмов представлена ППП АНКОН. Все программы написаны на языке ФОРТРАН и ориентированы на ЭВМ типа IBM-PC с операционной системой КБ-DOS.

Всю работу системы организует монитор системы MONI, который после его запуска постоянно находится в оперативной памяти и позволяет осуществлять запуск одной из трех подсистем с помощью вызова диспетчеров подсистем DISP1, DISPS, DISP3. Диспетчер подсистемы анализа стационарности ТП производства ЕМГ осуществляет вы-

- 1У

полненне одного us'четырех режимов работы. Первый режим, предварительный анализ данных, функционирует после того, как D1SP1 передаст управление модулю PRAM. Второй режим начинает работу с момента начала сравнения векторов средних значений параметров, осуществляемого работой модуля COVE. Программа COMI выполняет покомпонентное сравнение векторов средних - это третий режим работы подсистемы ! уровня. Четвертый режим осуществляется запуском модуля CODI - сравнение дисперсий параметров.

Диспетчер подсистемы анализа конфликта DISP2 передает управлению модулю LNK для определения ядер конфликта, согласия, безразличия и возможности исследования ТП по ядрам конфликта; модулю STP для определения МСКР; модулю FAN, осуществляющему факторный анализ; модулю IH, чтобы выявить направленность связей в ядрах г модулю REG для определения количественных зависимостей между параметрами; модулю СОСЕ, позволяющему выполнить сравнение состояний конфликта в различные моменты времени.

Подсистема принятия решений работает под управлением диспетчера DISF3, который в свою очередь позволяет осуществить статистический контроль параметров по результатам работы модуля F'RAH; диагностический анализ процесса вследствие работы цепочки модулей COVE, COMI, CODI; статистическое регулирование ТП на основе анализа конфликта, исследовать динамику конфликта по результатам выполнения программ ГАМ, IH, СОСЕ, REG. Необходимая информация для ■ работы вышеперечисленных программных модулей считывается из базы дачных, выходная информация заносится в базу данных.

Реализация предложенного математического, алгоритмического и программного обеспечения проиллюстрирована на прпмере ТП производства В,¡Г. Сравнительному анализу подверглись эталонная партия изделий и несколько толщин партий. Проверка аналига еозшхности исследования процесса по ядрам гонфлмста дала положительный результат. По ряду параметров била выявлена неотадиопэрность ТП. Лпллпз япн?"!тл конфликта лял сл»дуюшпе результаты: для эталонной партии шяь.-.сьо одно ядро согласия, а для текуннх - два ядра конфликта. Були отслежены параметры, перешедшие из одного статуса в другой (ядра конфликта в основном составили параметры из ядра согласия эталонной пзрлш). Факторный и причинный анализ яд?р определили в.«."..чипе двух основных факторов на появление и развитее конфликта, 0ол1:::ол процент брака и ¡¡а глг.год Ш из стапиояср^гт^

состоянии. Один ив факторов интерпретировался как фактор формовки нижней магнитной головки на операции сборки БМГ. Этот фактор устраним в условиях данного производства. ■ Второй фактор формируется в условиях производства самих магнитных головок, он влияет на минимальную и максимальную амплитуду сигнала воспроизведения на частотах 1Р и 2Р. В условиях производства сборки БМГ его устранить невозможно. В этом случае необходимо дать нужные рекомендации производителям магнитных головок. В условиях неустранимости последнего фактора с помощью регрессионного анализа были определены оптимальные нормы на отдельные параметры.

В результате проведенного исследования выявлено: по одним и тем же параметрам наблюдалась нестационарность процесса и фиксировался брак; эти же параметры составили ядра конфликта. Отсюда делался вывод, что в основе конфликта, нестационарности и большого процента брака лежат одни и те же причины - описанные выше факторы. Это подтвердило теоретические выкладки, аргументирующие возможность анализа функционирования ТС по ядра,) конфликта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения диссертационного исследования получены следующие научные и практические результаты:

1. Разработаны инвариантная к предметной области системная •модель анализа функционирования стохастических ТС в условиях

конфликта взаимодействующих параметров, в том числе модели исследования конфликта параметров ТС. Модели исследования конфликта позволяют построить ядра конфликта, провести анализ динамики .конфликта. Системная модель дает возможность осуществить анализ функционирования ТС ка основе параметров из ядер конфликта.

2. На основе системного анализа построена информационно-структурная модель, характеризующаяся информационным графом и графом управления. Модель реализует логические схемы решения основных задач анализа функционирования ТС на трех уровнях: анализа стационарности системы,»исследования конфликта параметров, принятия решений. Построенная таким образом информационно-структурная модель позволяет автоматизировать анализ функционирования ТС.

3. Разработаны алгоритмы л численные схемы анализа функционирования ТС в условиях конфликта взаимодействующих параметров.

4. Введены определения вероятностного и статистического конфликта для анализа функционирования ТС, множества статистических конфликтных решений. Предложены модели и численные схемы оценки конфликта.

5. Предложен информационный подход к анализу функционирования ТС, позволяют™ обосновать правомерность анализа на основе параметров из ядер конфликта. Определены условия анализа функционирования ТС на основе конфликтующих параметров.

6. Определены состав и структура информационного, алгоритмического и программного обеспечения. Выработаны общие принципы построения программного обеспечения.

7. Разработано программное . обеспечение в виде прикладных программ автоматизированной системы АНКОН. Все программные модули реализованы для операционной системы KG - DOS IBM - PC на языке FORTRAN.

8. Эффективность разработанных моделей, алгоритмов и программ проиллюстрирована на конкретных задачах анализа ТП производства BMF.

9. Программные модули автоматизированной системы АНКОН прошли практическую апробацию, внедрены в промышленную эксплуатацию и включены составной частью в комплексную систему управления производства БМГ на заводе "Элакс".

10. Разработанные модели, алгоритмы, численные схемы и программное обеспечение могут использоваться для анализа технологических процессов, • допускающих реализацию предложенных выше принципов, а также могут выступать в качестве элемента МО САПР, АСНИ, АСУТП, АСУ.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ СДЕЛАНЫ ПУБЛИКАЦИИ:

1. Глущенко C.B., Десятов Д.Б., Степанов В.В., Сысоев В.В. Автоматизированная подсистема статистического контроля блока магнитных головок // Математическое моделирование в САПР и АСУ. Воронеж: ВТИ, 1991. - С. 112-117.

2. Глущенко C.B., Десятов Д.Б. Статистический автоматизированный анализ параметров блока магнитных головок / Всесоюзна! конференция по математическому и машинному моделированию. - Bodo-неж; ВТИ, 1991. - С. 20.

3. Глущенко C.B., Десятов Д.Б. Модель поэтапного диагностического анализа технологического процесса сборки блоков магнитных головок / Школп - семинар стран СНГ "Современные методы в теории краевых задач". - Г<ороне?л, ВГУ, 1992. - С. 34.

4. Глущенко C.B. Схема диагностики технологического процесса сборки блоков магнитных головок / Модернизация существующего и разработка новых видов оборудования для пищевой промышленности. Сб. науч. трудов. Вып. 2. - Воронеж. ВТИ, 1992. - С. 18.

5'. Глущенко C.B., Десятов Д.Б. Анализ ядра конфликта стохастического технологического процесса / Информационные технологические системы. Технологические задачи механики сплошных сред. Тез. докл. - Воронеж, ВГУ, 1992. - С. 46.

6. Глущенко C.B., Десятов Д.Б., Сысоев В.В. Выделение ядра конфликта для анализа стохастических технологических процессов / Материалы межреспубликанской конференции "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического й машинного моделирования". - Тамбов, ВТТУ, 1993. - С. 32.

7. Глущенко В.И., Глущенко C.B., Десятов Д.Б., Конфликт в стохастических технологических процессах / Применение .-компьютерных технологий и систем для решения современных научно-технических и экономических задач. Межрегиональный научно-технический семинар. - Черкассы, ЧИТИ, 1993. - С. 24.

8. Глущенко C.B., Десятов Д.Б., Сысоев В.В. ' Теоретическое обоснование применения корреляционного анализа для определения статистического конфликта в технологическом процессе / Информационные технологии и системы. Мат. науч. конференции. - Воронеж, ВТИ, 1993. - С. 31.

9. Глущенко C.B., Анализ технологического процесса с точки зрения конфликта его параметров. - Черкассы, НИИТЭХИМ, 1993, 4с. - Деп. в справочно-информационном фонде НЙИТЭХИМ, г. Черкассы Б.11.93, К 170 - хп 93.

10. Глущенко C.B. Об автоматизации процесса анализа технологических процессов. - Черкассы, НИИТЭХИМ, 1993, 4с. - Деп/ в справочно-информационном фонде НИИТЭХИМ, г. Черкассы 5.11.93, N 170 - хп 93.

11. Глущенко C.B., Десятов Д.Б. Анализ конфликта в нестационарном технологическом процессе на примере изготовления БМГ / Информационные технологии и системы. Мат. науч. конференции. - Воронеж, ВТИ, 1994. - С. 41-43.

12. Глущенко C.B. Обоснование исследования конфликта стохастического процесса как основы его анализа / Информационные технологии и системы. Тезисы докладов Всероссийской конференции. Воронеж, ВТТА, 1995. - С. 31.

13. Десятов Д.Б., Глущенко C.B. Анализ конфликта в стохастических системах // Математическое моделирование технологических •систем. Выпуск 1. Сб. науч. тр./ Воронеж: ВГТА, 1995. - С. 47-53.

14. Десятов Д.Б. Глущенко C.B., Отношение вероятностного конфликта функционирующих систем / Молодежь и проблемы информационного и экологического мониторинга. Материалы Российского научного симпозиума. Книга 1. Воронеж, 1995. 84 с.

15. Глущенко C.B., Десятов Д.Б. Информационный подход к анализу стохастического процесса на основе исследования конфликта / Молодежь и проблемы информационного и экологического мониторинга. Материалы Российского нзучного симпозиума. Книга 1. Воронеж, 1996. 84 с.