Принципы усложняющегося поведения системы технической эксплуатации автомо-бильного транспорта



Основой изучения сложных систем служат принципы усложняющегося поведения. В системологии, являющейся базой теории сложных систем [1], установлен и достаточно хорошо изложен ряд принципов усложняющегося поведения систем. Воспользуемся данным представлением.

Оговоримся, что при анализе поведении технической системы взаимосвязанного с программами технического обслуживания и ремонта [2,3], необходимо учитывать реализуемый системой процесс, т.е. ее предназначение.

Принцип вещественно-энергетического баланса. Поведение системы в любых условиях не приводит к нарушению законов сохранения вещества, энергии. Этот принцип лежит в основе поведения всех материальных систем - от простейших до предельно сложных. Эти системы назовем "е"- системами.

Принцип гомеостазиса. Система, реализующая в своем поведении этот принцип, должна обладать свойством гомеостазиса, то есть, иметь возможность возвращаться в состояние устойчивого равновесия, будучи выведенной из него внешним воздействием. Системы, реализующие в своем поведении в качестве основного принцип гомеостазиса, называют гомеостатическими, или "h"-системами.

Принцип выбора решений. Сложные системы способны организовывать свое поведение на основе рационального выбора альтернатив из некоторого неединичного их множества. Такие системы называют решающими (без предвидения), или «с»-системами.

Принцип перспективной активности. Система может организовывать свое поведение, основываясь на предшествующем опыте в предположении, что будущие ситуации не могут существенно отличаться от прошлых. Системы, для которых принцип перспективной активности является ведущим в организации их поведения, называют предвидящими, или "р"- системами.

Принцип рефлексии. Система может организовывать свое поведение с учетом возможного мысленного представления о ее действиях распорядителя другой системы, с которой первая находится в определенных отношениях. Такие системы называют проницательными (рефлексивными), или "а" системами.

Принципы поведения указаны в порядке усложнения систем. Система, для которой определенный принцип является ведущим, реализует в своем поведении все предшествующие принципы, но неспособна организовать свое поведение на основе после­дующих принципов.

При анализе рационального поведения системы следует, прежде всего, установить ведущий принцип, положенный в основу поведения системы, т. е. установить тип операции, по реализациям целевого процесса системы. Затем необходимо выявить концепцию выработки решений, лежащую в основе организации рационального поведения системы, т. е. в основе управления системой.

Существуют три концепции рационального поведения систем: пригодности, оптимизации, адаптивизации при реализации целевого процесса в системе.

Согласно концепции пригодности рациональна любая стратегия (u), при которой обоснованные целевые требования принимают значения не ниже (выше) некоторого приемлемого уровня W^тр, т. е.

W(u^.)W^тр_, uU, (1)

где U - множество допустимых стратегий.

Если целевое требование векторное, то неравенство (1) записывается для каждого частного требования W_i (u) W^{тр ,}входящего в состав векторного целевого требования. Таким образом, уровень удовлетворения W^тр делит множество допустимых стратегий U на два непересекающихся подмножества: U ^SAT — множество приемлемых (пригодных) стратегий и множество неприемлемых стратегий U/U ^SAT. Все приемлемые стратегии uU ^SAT равноценны (одинаково удовлетворительны), как и все неприемлемые стратегии из множества U/U ^SAT одинаково неудовлетворительны. Подобная концепция приводит к негибкой и нецелеустремленной системе действий.

Концепция оптимизации считает рациональными те стратегии uU, которые обеспечивают максимальный эффект в операции, проводимой системой, т. е.

(2)

При этом оптимальная стратегия может быть неединственной, т. е. решение задачи (2) может дать множество равноценных оптимальных стратегий .

Эта концепция приводит к целеустремленной, но не гибкой системе действий, т.к. не учитывается текущая информация об изменениях различного рода, происходящих в системе и во внешней среде при реализации u *.

Концепция адаптивизации предполагает возможность оперативного реагирования в ходе реализации процесса на поступающую текущую информацию об изменении комплекса условий проведения операции.

Множество допустимых стратегий U может видоизменяться в процессе поступления текущей информации. В качестве реакции на поступающую информацию и прогноз развития процесса система может изменять цель своего функционирования.

В этом случае, согласно концепции адаптивизации, рациональной следует считать такую адаптивную стратегию u(t) из множества U(t, ), которая обеспечивает, например, выполнение условия

W_t (u^*(t), ) W_t^тр (u (t), ), u (t) U(t, ), (3)

где t — время, — упреждение прогноза.

Запись W_t означает, что показатель эффективности может меняться во времени.

В целом выбор концепций рационального поведения системы по целевым требованиям и граничным условиям реализации процесса в метасистеме дает возможность перейти к обоснованию гипотез, аксиом или постулатов поведения субъектов системы.

Данная задача непосредственно связана с проблемой выработки решения в це­лом. Для того чтобы охватить данную задачу, представить ее основные элементы, которые необходимо сформировать для получения окончательного решения о стратегии поведения субъектов в операции, рассмотрим модель проблемной ситуации, отобра­жающей взаимосвязи основных элементов процесса выработки решения в [4,5,6,7,8,9,10,11,12]

Обозначим: U — множество стратегий ЛПР, — множество значений опреде­ленных и неопределенных факторов; G — множество исходов операции; Y - вектор характеристик (признаков) исхода g G, т. e. выражение результата операции, Н - модель отображения, ставящая в соответствие множествам стратегий U и факторов множество результатов Y (G); W —частная цель, — оператор соответствия "результат — частная цель"; К — правило выбора стратегии поведения субъекта; Р - модель предпочтений ЛПР на элементах множества

D=(U,,G,Y,W,K); (4)

— остальная информация о проблеме выработки решения h, о стратегии поведения субъекта (в том числе его взаимодействия с другими субъектами в системе).

Тогда модель представляется в виде системы:

(U, , Н, G, Y, , W, К, Р, ). (5)

Наличие компоненты , как самостоятельного элемента, предполагает, что множество значений неопределенных факторов при выработке решений будет либо обязательно установлено (задано извне целевым назначением реализуемого процесса в метасистеме), либо отыскание этих значений будет представлять самостоятельную задачу.

Проблема выбора W связана с установлением вида функции соответствия результата операции Y (G) требуемому результату Y^тр.

Модель предпочтений Р есть формализованное представление ЛПР о «лучшем» и «худшем» среди элементов некоторого множества. С помощью этой модели решаются важные частные задачи, связанные с формированием исходного множества альтернатив U, выделением существенных факторов Л, определяющих условия проведения операции, построением моделей Н и Y, выбором характеристик Y исходов g G, построением на их основе частных показателей качества процесса, их агрегированием в некоторый обобщенный показатель, установлением критерия К и т.д.

Во многих практических случаях оказывается, что априорное задание одной из основных концепций рационального поведения (пригодности, оптимальности, адаптивности) приводит к выделению, как правило, некоторого множества "нехудших" альтернатив. В этом случае для однозначного выбора лучшей альтернативы необходимо формирование составного критерия — решающего правила, включающего как формальные, так и неформальные предписания по вынесению суждения. Это решающее правило и задается элементами модели предпочтений Р на множествах G—Р_G, Y—Ру, W–P_W и т.д.

Сообразуясь с информацией _АО о цели субъекта в операции, ЛПР последовательно (формирует множества U и на основе информации _U и , опираясь на подмодели Р_U модели предпочтений Р. Аналогично на основе подмоделей предпочтений Р_G и Р_Y и с учетом информации _н об имеющихся средствах построения моделей Н выбираются характеристики Y исхода G и устанавливается вид соответствия H:UxY(G), a также формируется величина требуемого результата Y^тр. Далее по информации Y, Y^тр с учетом предпочтений Pw о виде частной цели устанавливается один из возможных видов метрики р {Y, Y^тр ) и формируется модель "результат — частная цель". Одновременно формируется правило выбора поведения субъекта в системе, реализующей целевой процесс К по информации _АО и подмодели предпочтения Рк, которая может задавать правило в форме критериального функционала. На основе суждения о степени достижения цели операции, либо осуществляется выбор лучшей альтернативы из множества u* U, либо производится возврат и коррекция элементов модели проблемной ситуации при выработке решения в целом.

Задачи, соответствующие двум основным процессам принятия решений при исследовании гипотез поведения субъектов в системе, формируются на основе проблемной ситуации выработки их стратегий и дисциплинирующих условий.

:{Y\H:Ux——>Y(G)}—->W; (6)

для процесса анализа результатов

Р——>К: U—w—>U * (7)

В (6) запись {Н : Ux ——> Y(G)) означает множественность моделей, соответствующих системным уровням исследования.

В выражении (7) символом U* обозначено подмножество "наилучших", с точки зрения стратегий, из которых окончательно выбирают реализуемое решение u*U*.

Рассмотренные принципы позволяют установить существенные моменты, исходные положения, лежащие в основе деятельности, поведения той или иной системы в зависимости от сложности, реализующего его процесса.

Литература:

1. Кокорев Г.Д. Основные принципы управления эффективностью процесса технической эксплуатации автомобильного транспорта в сельском хозяйстве. //Сборник материалов научно-практической конференции, посвященной 50-летию кафедр «Эксплуатация машинно-тракторного парка» и «Технология металлов и ремонт машин» инженерного факультета РГСХА. – Рязань, 2004. – С. 128-131.
2. Кокорев Г.Д. Программы технического обслуживания и ремонта автомобильного транспорта в сельском хозяйстве. //Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов к 55-летию РГСХА. – Рязань, 2004. – С. 136-139.
3. Кокорев Г.Д. Основы построения программ технического обслуживания и ремонта автомобильного транспорта в сельском хозяйстве. //Сборник материалов научно-практической конференции, посвященной 50-летию кафедр «Эксплуатация машинно-тракторного парка» и «Технология металлов и ремонт машин» инженерного факультета РГСХА. – Рязань, 2004. – С. 133-136.
4. Кокорев Г.Д. Классификация критериев эффективности при управлении техническими системами. // Научно-технический сборник. – Рязань, 2000. – №10. – С. 13-19.
5. Кокорев Г.Д. Некоторые аспекты теории комплексного проектирования сложных организационно-технических систем. // Научно-технический сборник. – Рязань, 2000. – №10. – С. 19–21.
6. Кокорев Г.Д. Принципы поведения технических систем на этапах их жизненного цикла. // Научно-технический сборник. – Рязань, 2000. – № 10. – С. 22–26.
7. Кокорев Г.Д. Математические модели в исследованиях сложных систем. // Научно-технический сборник. – Рязань, 2000. – № 10. – С. 8–12.
8. Кокорев Г.Д. Подход к формированию основ теории создания сложных технических систем на современном этапе. // Сборник научных трудов РГСХА, (вып. 4) ч.2. – Рязань, 2000. – С. 54-60.
9. Кокорев Г.Д. Обосновани6е выбора показателей эффективности поведения сложных организационно-технических систем. // Сборник научных трудов РГСХА, (вып. 4) ч.2. – Рязань, 2000. – С. 60–70.
10. Кокорев Г.Д. Моделирование при проектировании новых образцов автомобильной техники. // Сборник научных трудов РГСХА. – Рязань, 2001. – С. 423–425.
11. Кокорев Г.Д. Состояние теории создания объектов современной техники. // Сборник научных трудов РГСХА. – Рязань, 2001. – С. 425–427.
12. Кокорев Г.Д. Основные принципы исследования проблемы управления качеством сложных организационно-технических систем. // Сборник научных трудов ВАИ. – Рязань, 2002. – Вып. 12. – С. 135–141.
13. Моудер Дж., Элмаграби С. Исследование операций. // Методологические основы и математические методы: Пер. с англ. – М.: Мир,1981. – 712 с.
14. Флейшнан Б.С. Основы системологии. – М.: Радио и связь,1982. – 368 с.