Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Відомо, що зараз проектування автоматизованих систем спрямовано на автоматизацію бізнес-процесів: бізнес-процеси автоматизуються численними окремими системами управління, складові частини систем інтегруються за допомогою зв’язуючого проміжного програмного забезпечення. Процес модифікації та інтеграції таких систем є складним і дорогим через недостатню гнучкість процесів, крихкості систем і конфліктів цілей. Цілеорієнтований підхід до проектування передбачає вивчення та аналіз цілей створення автоматизованої системи для ефективної її реалізації, уніфікації підходу до проектування АСУ та спрощення процесу інтеграції.

1. Ціль, задачі та актуальність дослідження

Архітектура цілеорієнтованых АСУ проектується з врахунком цілеорієнтованого підходу [1]. У цілеорієнтованих АСУ одним з важливих компонентів є блок управління цілями, що відповідає за побудову структури цілей, її збереження, а також управління цілями під час роботи системи.

Метою магістерської роботи є розробка програмного забезпечення для управління цілями в ЦОАСУ.

Первісними завданнями є вибір способів подання та зберігання цілей, а також розробка методів управління цілями в ЦОАСУ.

Наукова новизна та актуальність роботи в тому, що на даний момент не існує єдиного способу управління цілями в багаторівневих целеоріентірованих системах управління (ЦОАСУ).

2. Дослідження та розробки з цілеорієнтування

На глобальному рівні дослідженнями й розробками з даної теми займаються університет Арізони (Arizona State University), представники компаній Modular Mining Systems Inc. (Sergey Seroukhov, Product Line Architect, Modular Mining Systems Inc., Tucson, Arizona, USA) і Machine Guidance Systems (Andree Rottig, Product Manager, Machine Guidance Systems, Belo Horizonte, Brazil).

На національному рівні можна виділити дослідження у сфері систем із самоогранізацією В.М.Глушкова (Інститут кібернетики АН УССР).

На локальному рівні, в ДонНТУ, наукові розробки у сфері цілеорієнтування ведуть проф. Скобцов Ю.А, доц. Привалов М.В., доц. Скобцов В.Ю., доц. Телятніков О.О.

3. Принципи цілеорієнтованого підходу

Ключовими принципами проектування целеоріентованих систем є принцип безупинного управління і принцип целеорієнтування.

Безперервне управління визначає взаємодії в системі, характерні для багаторівневих систем, які побудовані на наступних принципах: послідовне вертикальне розташування підсистем, пріоритет дій підсистем верхнього рівня, залежність дій підсистем верхнього рівня від фактичного виконання нижчими рівнями своїх функцій [2].

Принцип цілеорієнтування визначає цілі, досягнення яких виконується системою.

У загальному випадку ціль є станом, до якого спрямована тенденція руху об’єкту, та, як правило, виникає з певної проблемної ситуації. Система виступає засобом вирішення проблеми: виконуючи свої функції з використанням певних структур, система забезпечує рішення [3]. Ціль є системоутворюючим фактором: немає систем без цілей і саме для досягнення цілі група елементів об’єднується в систему й діє. Ціль системі ставиться ззовні, а від системи потрібна тільки здатність її досягнути. Зовнішнім цілевизначуючим впливом може бути інша система (або системи) [4]. На підставі цього принципу ми можемо представити систему як набір підсистем, кожна з яких має власні цілі більш низького рівня і власні підсистеми. Рівні цілей:

Декомпозиції цілей здійснюється через побудову дерева цілей. Побудова дерева цілей є методом систематизації дій для досягнення цілей системи управління [5]. В процесі побудови дерева головна ціль розбивається на підцілі, і цей процес повторюється ітеративно до тих пір, поки в термінальних вузлах дерева не буде отримано елементарні дії. Приклад дерева цілей наведено на рисунку 1.

Дерево цілей

Рисунок 1. Дерево цілей

Робота ЦОАСУ в цілому і кожної з окремих її складових є безперервний цикл управління OODA, що складається з чотирьох етапів: спостереження, орієнтування, рішення, дії [6].

Цикл OODA

Рисунок 2. Цикл OODA

Модель OODA розроблена Д. Бойдом і засвідчила свою ефективність у військовій справі та бізнесі. Даний цикл може бути застосовний до будь-якого процесу управління.

В ЦОАСУ етап спостереження (Observe) відповідає збору інформації про роботу системи; стадія орієнтування (Orient) – визначення проблеми; стадія рішення (Decide) – планування подальших дій, і, нарешті, стадія дії (Act) відповідає всім операціям системи, виконуваних відповідно до прийнятого рішення.

Архітектура ЦОАСУ [7] будується таким чином, що кожній стадії циклу управління відповідає свій функціональний блок. Крім того вона містить блок взаємодії, призначений для зв’язку і комунікації компонентів системи. Комунікація здійснюється за допомогою структурованої інформації: цілей та інформації про роботу системи.

4. Управління цілями в ЦОАСУ

Важливим компонентом цілеорієнтованої системи є підсистема управління цілями. На основі цілей приймаються управлінські рішення і виконуються дії. Управління цілями включає в себе: формулювання цілей (визначення, структурування), аналіз і оцінку цілей, передачу цілей, досягнення цілей, аналіз прогресу.

4.1 Визначення цілі

Ціль – це очікуване стан справ, яке людина або система планують або мають намір досягти. Для визначення мети можна використовувати принцип 5WH, що дозволяє описати ціль в конкретних, вимірних і певних у часі термінах:

W= {Who, What, Where, When, Why, How} – Множина-визначення цілі.

Оскільки мета – це стан системи в майбутньому, визначимо стан системи в момент часу t, як набір параметрів:

P = {p1, p2, ..., pN} – параметри системи, де N – кількість параметрів;

Ціль можна розглядати як множину, що складається з визначень, множини параметрів, цільових параметрів і обмежень:

G=<W, P, C, B>

Цільові параметри: С = {c1, c2, ..., cN}, де N – число цільових параметрів.

Обмеження: B={bL1, bH1, bL2, bH2, …,bLM, bHM}, де M – кількість обмежень.

4.2 Структурування цілей

Високорівневі цілі деталізуються, розбиваються на підцілі, передаються через рівні управління до тих пір, поки вони не будуть виконані. Результати виконання збираються разом і вносять вклад у загальні досягнення організації. Структурування може проводитися різними способами, однак існує кілька аспектів, які повинні прийматися до уваги при структуруванні цілі:

Одним їх методів, що використовуються для структурування цілей, може бути метод WBS (Work Breakdown Structure) – ієрархічне розбиття цілі на послідовність кроків (завдань). Результатом структурування є дерево цілей.

Анимация: построение дерева целей

Рисунок 3. Побудова дерева цілей (анімація: 5 кадрів, 5 циклів, 45 Кб)

4.3 Досягнення цілей

На основі OODA циклу кожним елементом системи виконуються дії, спрямовані на досягнення цілей. Критерієм досягнення цілі може служити значення відхилення поточних цільових параметрів системи від параметрів цілі:

  (1)

Тут ci – цільовий параметр поточного стану системи, ci' – бажане значення параметра, задане метою. Тобто, досягненням мети є мінімізація значення Q, при дотриманні обмежень bLj ≤ pj ≤ bHj, j∈[1;M], де M – число обмежень.

 (2)

при дотриманні обмежень для цілі і всіх підцілей в ієрархії. Тут Q' – критерій дсягнення k-й підцілі, K – кількість підцілей; ci' – бажане значення параметра, заданого ціллю; ci – цільовий параметр поточного стану системи.

Висновки

Целеоріентірованной підхід дозволяє створювати системи, побудовані за загальними принципами, що спрощує процес їх інтеграції. Проектування целеоріентірованной автоматизованих систем управління базується на детальному аналізі цілей, і враховує архітектурні особливості целеорінтірованного підходу. Важливим компонентом ЦОАСУ є підсистема управління цілями. Проведений аналіз показав, що мета в ЦОАСУ можливо представити у вигляді визначень, множини параметрів, цільових змінних і обмежень. Для оцінки досягнення цілі використовується критерій досягнення, що враховують ієрархію цілей.

Примітка

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2012 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Список джерел

  1. Привалов М.В., Сероухов С.А. Перспективы применения целеориентированного подхода к созданию АСУ. Информационные управляющие системы и компьютерный мониторинг – Донецк, ДонНТУ – 2010.
  2. М.Месарович, Д.Мако, И.Такахара. Теория иерархических многоуровневых систем. M.:Мир, 1973. – С. 20.
  3. Сурмин Ю.П. Теория систем и системный анализ: Учеб. пособие. / Сурмин Ю.П. – К. : МАУП, 2003. – 368 с.
  4. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник: Учеб. пособие / Под ред. В.Н.Волковой и А.А.Емельянова. – М. : Финансы и статистика, 2006 p. – 848 с.
  5. Долятовский В.А. Исследование систем управления: Учебно-практическое пособие. / В.А.Долятовский, В.Н.Долятовская – М. : ИКЦ «Март», 2003. – 256 c.
  6. McElman, C. From Buttons to Bits – Achieving Level 3 Integration. Paper 4383, APCOM 2009 conference, Vancouver BC, Oct. 2009. / C. McElman, S. Seroukhov // [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www/URL: http://www.mmsi.com/.
  7. T.J. Grant. Unifying Planning and Control using an OODA-based Architecture. // [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www/URL: http://www.c2coe.org/.