Методы проектирования и моделирования в задачах оптимизации процессов функционирования человеко-машинных систем
Ключевые слова:
функционально-структурная теория, человеко-машинная система, множество альтернатив, альтернативный граф, функциональная сеть, цель операции, обязательные сочетания операций, парная несовместимость, автоматизация проектирования, имитационное моделированиеАннотация
В статье рассмотрены модели и методы автоматизации проектирования процессов функционирования человеко-машинных систем на основе функционально-структурной теории человеко-машинных систем и обобщенного структурного метода проф. А.И. Губинского. Описаны основные понятия и определения функционально-структурной теории. Представлен алгоритм генерации последовательно-параллельных соединений операций с учетом дополнительных ограничений, алгоритм генерации альтернативных вариантов процесса функционирования человеко-машинных систем на основе совпадения целей операций, алгоритм генерации параметрических альтернатив на основе шаблона. Приведены основные понятия и определения, необходимые для алгоритма генерации фрагментов процесса с учетом обязательных сочетаний операций. Предложено использование матрицы обязательных сочетаний операций, в которой ненулевые элементы строк имеют смысл единственно возможных сочетаний способов выполнения соответствующих типовых функциональных единиц в альтернативах. Введено понятие состав и понятие парной несовместимости составов, на основе которой происходит распределение выполняемых функций составами. Описана интеграция оптимизационных моделей процессов функционирования человеко-машинных систем с методом имитационного моделирования, так как функциональная структурная теория применима только для процессов без последействия и при отсутствии зависимых операций. Предлагается способ устранения данного ограничения путем интеграции технологии проектирования процессов функционирования человеко-машинных систем на основе функционально-структурной теории с методом имитационного моделирования тех участков процесса, для которых не выполняются указанные выше требования функционально-структурной теории.
Литература
2. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект – основа новой информационной технологии // М.:Наука. 1988 280с.
3. Адаменко А.Н. Информационно-управляющие человеко-машинные системы: Исследование, проектирование, испытания: Справочник //М.: Машиностроение, 1993. 528 c.
4. Губинский А.И. Надежность и качество функционирования эргатических систем // Л.: Наука, 1982. 270 c.
5. Гриф М.Г. Цой Е.Б. Автоматизация проектирования процессов функционирования человеко-машинных систем на основе метода последовательной оптимизации: монография // Новосибирск. НГТУ. 2005. 264 с.
6. Гриф М.Г., Никитюк А.А. Проектирование и оптимизация бизнес-процессов на основе аппарата функциональных сетей // Информатика: проблемы, методология, технологии : материалы 11 междунар. науч.-метод. конф. Воронеж : ИПЦ ВГУ. 2011. Т. 1. С. 209–212.
7. Падерно П.И. Функционально-структурная теория – направления развития // Человеческий фактор: проблемы психологии и эргономики. 2011. № 3-1. С. 89–90.
8. Падерно П.И., Смирнов А.В. Оценка безошибочности выполнения фрагментов алгоритмов при различных видах ошибок // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2012. № 2. С. 38–45.
9. Ротштейн А. П. Алгебра алгоритмов и нечеткая логика в анализе надежности систем // Известия РАН. Теория и системы управления. 2010. № 2. С. 91–103.
10. Лавров Е. А., Пасько Н. Б. Подход к формированию банка оптимизационных моделей для распределения функций между операторами АСУ // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. Серия «Математика и кибернетика – фундаментальные и прикладные аспекты». 2011. № 1/4 (49). С. 46–50.
11. Чабаненко П. П. Исследование безопасности и эффективности функционирования систем человек-техника эргосетями. Севастополь: Изд-во Акад. воен.-мор. сил им. П. С. Нахимова. 2012. 160 с.
12. Гениатулина Е.В., Гриф М.Г. Метод генерации процессов функционирования человеко-машинных систем // Сборник научных трудов НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2009. №2(56). С. 71–76.
13. Гениатулина Е.В., Гриф М.Г. Методы генерации множества альтернатив в задачах оптимизации человеко-машинных систем // Науч. вест. НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2010. №4(41). С. 41–50.
14. Гениатулина Е.В. Проектирование процессов функционирования в человеко-машинных системах // Перспективы развития информационных технологий. Сборник материалов II Ежегодной Всероссийской научно-практической конференции с международным участием г. Новосибирск: Изд-во «Сибпринт». 2010. С.205-210
15. Гениатулина Е.В. Метод генерации процессов функционирования человеко-машинных систем в интеллектуальных системах // «Молодой ученый». Чита. ООО «Издательство Молодой ученый». 2009. №10. С.83 – 85.
16. Гениатулина Е.В. Представление данных в интеллектуальных системах, усеченно-естественный язык // Материалы девятой международной научно-методической конференции. Информатика: проблемы, методология, технологии. Воронеж. Воронежский государственный университет. 2009. Т. 1. С.202-210.
17. Гениатулина Е.В., Гриф М.Г. Метод генерации фрагментов процесса функционирования с учетом обязательных сочетаний операций // Сборник научных трудов Новосибирского государственного технического университета. 2014. №3 (77). С. 53-62.
18. Grif M.G.,O.Sundui, Tsoy E.B. Methods of desingning and modeling of man-machine systems // Proc. of International Summerworkshop Computer Science 2014. Germany. Chemnitz. 2014. pp. 38-40.
19. Grif M.G.,O.Sundui, Tsoy E.B. Selecting the method of maintenance and elimination of network failures in the National University of Mongolia // News of Science and Education. 2014. vol. 14(14). pp. 116-123.
Man-Machine Systems Functioning Design and Modeling Methods in Optimization Processes Problems
Abstract
The article describes the models and methods of design automation processes functioning man-machine systems based on functional-structural theory of man-machine systems and generalized structural method of prof. A.I. Gubinsky. Describes the basic concepts and definitions of the functional-structural theory. An algorithm for generating a series-parallel connection operations with the additional constraints, the algorithm generating alternatives process of man-machine systems based on the coincidence of the objectives of operations, the algorithm generating parametric alternatives based on a template. The basic concepts and definitions necessary for the generation algorithm of process fragments with the mandatory combinations of operations. Proposed the use of combinations of binding matrix operations, in which the nonzero elements of rows are meaningful only possible combinations of standard ways of performing the relevant functional units in alternatives. Introduced the concept of the composition and the concept of incompatibility steam trains, on the basis of which the distribution of functions performed compositions. Describes the integration of optimization models processes functioning man-machine systems with simulation method, as of the functional-structural theory is only applicable for processes without aftereffect and in the absence of dependent operations. Suggested remedy this limitation by integrating design technology processes functioning man-machine systems based on the functional-structural theory with the method of simulation of the process areas that are not fulfilled the above requirements of the functional-structural theory.
