CC BY
11
Аспектно-аналитическая деятельность по разработке технологий строительного переустройства для обеспечения принципов промышленной безопасности техногенных объектов Слаутин П. С.1, Ермолов В. Е.2
1Слаутин Павел Сергеевич /Slautin Pavel Sergeevich - начальник лаборатории неразрушающего контроля;
2Ермолов Виталий Евгеньевич / Yermolov Vitaly Evgenyevich - начальник отдельного подразделения, Общество с ограниченной ответственностью «Малое инновационное предприятие губкинского университета», Научно-образовательный центр «Энергосберегающие технологии и техническая диагностика» (ООО «НОЦ ЭТ ТД»), г. Москва
Аннотация: описана аспектная модель объекта, которая является основой для целенаправленного исследования объекта. Установлено, что типичным примером такой модели может служить математическая модель объекта, но существует значительная разница в путях получения этой модели. При математическом моделировании задача выбирается под модель, т.е. метод описания объекта диктует те структурные отношения, которые могут быть выделены и изучены, а также те ограничения, которые являются существенными для модели, но не всегда для объекта. При аспектном построении модели задача, а затем и сам объект диктует те отношения, которые являются важными, по этим отношениям выбираются и методы описания. Процесс анализа противоречий лежит в основе перестройки модели объекта, приближении его к структуре реального объекта, выбора дополнительных аспектов, переходов к этим аспектам, преобразовании задачи и т.д. Таким образом, аспектный анализ протекает на разных уровнях, реализует множество различных отношений, протекает в различных направлениях, реализует множество обратных связей.
Ключевые слова: процесса анализа объекта; теория информационно-структурных организаций; блок-схема аспектного анализа; информационно-структурная основа; внешняя среда; элемент объекта; промышленная безопасность.
Анализ структуры сложного объекта строительного переустройства и затруднений, возникающих при его декомпозиции (зонировании с учетом принципов индустриализации и интеллектуализации), а также основных реализуемых при этом процессов, позволил реально разработать функциональную схему аспектно-аналитической деятельности по разработке рациональных организационно -информационных структур и технологий строительного переустройства с учетом обеспечения принципов промышленной безопасности техногенных объектов [1-3].
Приведенные материалы дают ясное представление о малой эффективности произвольной декомпозиции сложного объекта. Случайные процессы анализа приводят к нарушению основных функциональных блоков объекта, нарушают его целостность так, что на основе полученных элементов нельзя осуществить синтез сложного объекта и восстановив его функции. Кроме того, описание сложного объекта, составленное на основе произвольной его декомпозиции на элементы, является ограниченным, несмотря на обилие фактического материала и во многом противоречивым. Примером этого являются ситуационные модели, создаваемые в целях представления сложных объектов как единого целого.
Попытки выделять те функции, которые возникают в сложном объекте на уровне целого, не присущие отдельным элементам, теряются в потоке разнохарактерной информации. Анализ удачных моделей не выделяет основных принципов, реализация которых гарантирует удачные решения и в будущем.
Основной вывод, который был сделан при анализе сложного объекта с позиций теории информационно -структурных организаций - это необходимость опознания в реальных объектах частных реализаций законов, хранящихся в системе знаний и отображающих объективно существующие законы внешнего мира (рис. 1).
Выделение аспекта рассмотрения
» Анализ условий реализации порождающей структуры аспекта
—► Построение частной реализации аспекта —►
- Опознание достроенной частой реализации в объекте -
Анализ возникающих противоречий -1
Рис. 1. Представление процесса анализа объекта с позиций теории информационно-структурных организаций
Аспектный анализ - это многоуровневый процесс, в который вовлечены структуры всех уровней абстракции от порождающих структур до их частных реализаций [4-5]. При этом реализуются отношения разных типов: конкретные алгоритмы, системы реализующих и реализуемых структур, процедуры взаимодействия управляющих и управляемых структур, формирования и т. д. Процесс усложняется еще и тем, что одни и те же структуры вступают в разнообразные отношения, а одни и те же отношения участвуют в разных процессах. Это надо иметь в виду при работе с блок-схемой аспектного анализа. В ней описаны лишь основные функциональные блоки, именно эти блоки отображает специфику аспектного анализа. В дальнейшем предполагается детализировать эту схему, вводя новые типы отношений. Выделенным аспектом является частная реализация информационно-структурной основы аспекта (ИСО) и частной реализацией порождающей структуры объекта.
ИСО аспекта представляет собой теоретический аппарат, в основе которого лежат объективно существующие законы внешнего мира. Он содержит функциональную часть, при помощи которой возможно построение определенных частных реализаций в зависимости от задаваемых условий реализации. Кроме того, здесь же описаны принципы и методы перехода от одних структур к другим в рамках данных отношений, принципы преобразования, построения композиций структур с заданными свойствами и т. д. Как уже неоднократно упоминалось, сложный реальный объект задается в виде конкретных проявлений. Все основные законы его организации затенены, скрыты частными реализациями. Основной задачей является выделение в реальном объекте тех ориентиров, которые способны «запустить» тот или иной аспектный механизм, позволяя увидеть в объекте известные отношения, а затем на их основе сделать новые выводы.
Исходным пунктом является анализ поставленной задачи и выделение информационной задачи. Ниже будет дано описание информационной задачи и принципы ее анализа. Здесь достаточно оказать, что анализ структуры информационной задачи является отправным пунктом для поиска нужного для
решения задачи аспекта. Результатом анализа задачи является готовая информация для работы тестов-анализаторов для выбора ИСО аспекта. Эти тесты равного действия. Одни рассчитаны на выбор ИСО аспекта, который в наиболее полной мере позволит решить данную информационную задачу, другие позволяют выбрать подкласс структур аспекта, задействованных в задаче, третьи выбирают методы и структурные преобразования, которые могут быть применены при решении задачи. Таким образом, это многоуровневая система тестов, позволяющая ориентироваться в системе ИСО аспекта.
Получение необходимых структурных отношений является лишь первым этапом анализа. Следующим является процесс выделения в объекте таких структурных элементов, которые позволяют сформировать алгоритм порождения из ИСО аспекта, частные реализации, соответствующие решению данной задачи.
Информация для формирования процесса порождения поступает из блока абстрагирования. В этом блоке на основе выделенных структурных отношений ИСО аспекта строится система понятий. Эта система понятий инициирует выбор тестов взаимодействия с внешней средой. Особенность этих тестов заключается в том, что их физико-химическая основа непосредственно взаимодействует с исследуемым объектом. При этом ее организация тождественна структуре отдельных понятий, входящих в систему понятий.
Полученный ответ на воздействие теста анализатора из среды сопоставляется с конкретизированным понятием. Это позволяет конкретизировать систему понятий, лежащую в основе выработки системы ограничений и анализа условий порождения. Такой принцип взаимодействия со средой позволяет целенаправленно выделять из среды только те отношения, которые входят в рассматриваемый аспект. Сформированная система ограничений используется при формировании аспектной модели объекта. Построение этой модели является первым этапом процесса порождения частной реализации. Аспектная модель представляет собой отображение реального объекта на структуре ИСО аспекта. Это отображение позволяет выделить ту структурную часть аспекта, которая участвует в образовании объекта, а следовательно выделить формальные методы, при помощи которых можно исследовать объект, строить гипотезы о наличии тех или иных соотношений в объекте, вырабатывать тактики проверки гипотез, преобразовывать полученные результаты в заданных пределах, анализировать причины трудностей исследования объекта, находить принципы их преодоления и т. д.
Аспектная модель объекта является основой для целенаправленного исследования объекта. Типичным примером такой модели может служить математическая модель объекта. Однако существует значительная разница в путях получения этой модели. При математическом моделировании задача выбирается под модель, т. е. метод описания объекта диктует те структурные отношения, которые могут быть выделены и изучены, а также те ограничения, которые являются существенными для модели, но не всегда для объекта. При аспектном построении модели задача, а затем и сам объект диктует те отношения, которые являются важными, по этим отношениям выбираются и методы описания. Естественно, что результаты работы таких моделей различны. Если в первом случае нет возможности получить новые типы отношений при работе модели, а следовательно получить новые качественно иные процессы, то во втором случае основная цель модели заключается в получении нового качества объекта. В процессе опознания заданных соотношений невозможно сразу опознать всю структуру. Обычным является противоречие между построенной частной реализацией и реально существующими элементами объекта. Для того, чтобы узнать причину возникновения противоречия, нужны специальные алгоритмы анализа противоречий и получения методов их разрешений. Процесс анализа противоречий лежит в основе перестройки модели объекта, приближении его к
структуре реального объекта, выбора дополнительных аспектов, переходов к этим аспектам, преобразовании задачи и т. д. Таким образом, аспектный анализ протекает на разных уровнях, реализует множество различных отношений, протекает в различных направлениях, реализует множество обратных связей.
Литература
1. Коршаковский С. Неразрушающий контроль и безопасность в энергоёмких объектах техники. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. - 424 с.
2. Быков И., Борейко Д. Методы и методики неразрушающего контроля. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2015. - 204 с.
3. Матросова Ю. Неразрушающий контроль качества материалов. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2012. - 148 с.
4. Колесов Ю. Б., Сениченков Ю. Б. Моделирование систем. Объектно-ориентированный подход. - СПб: БХВ-Петербург, 2006. - 192 с.
5. Качала В. В. Теория систем и системный анализ. - М.: Академия, 2013. - 272 с.
Синтез целостных интерактивных систем
строительного производства с соблюдением принципов
промышленной безопасности 1 2 Шувакин А. Е. , Слаутин П. С.
1Шувакин Александр Евгеньевич / Shuvakin Alexander Evgenyevich - начальник отдельного подразделения;
2Слаутин Павел Сергеевич /Slautin Pavel Sergeevich - начальник лаборатории неразрушающего контроля, Общество с ограниченной ответственностью «Малое инновационное предприятие губкинского университета», Научно-образовательный центр «Энергосберегающие технологии и техническая диагностика» (ООО «НОЦ ЭТ ТД»), г. Москва
Аннотация: в рамках теории информационно-структурных организаций рассмотрены возможности для синтеза новых организаций, определены различные типовые абстрактные модели организаций и принципы их построения. Для каждого типа организаций определены условия функционирования и те новые качественные явления, которые возникают при их деятельности.
Ключевые слова: автоматизированные системы управления, промышленная безопасность, синтез, построение интерактивных систем, уровни иерархии, моделирование организационных структур.
В настоящее время большое значение приобретает разработка методов построения целостных систем управления в области строительного производства, основанных на определении оптимальных форм взаимодействия человека и ПЭВМ [1-3] с соблюдением принципов промышленной безопасности [4-6]. Такой синтез должен базироваться на использовании единой абстрактной теории, объединяющей анализ механизмов мышления человека и построения математических методов оптимизации. Единство формального языка описания необходимо для определения форм осуществления интерактивного режима работы.
До последнего времени решение вопросов организации структуры управления и, в частности, поиски новых принципов организации, связанных с созданием автоматизированных систем управления, в основном осуществлялись на базе личного
