CC BY
68
Таблица 1
Результатаы расчета для точки РТ2-1
Характеристика _ От ИШ1 От ИТТТ2 От ИШ3 От ИШ4
Прямое расстояние, м 38,404 35,304 32,205 29,105
Огиб. расстояние, м 38,478 35,404 32,359 29,456
Разность, м 0,04 0,1 0,154 0,351
Сниж. экраном, дБА 10 11 12 15
Сниж.расст. ,дБА 23,4 22,9 22,2 21,6
Сниж. окном,дБА 24 24 24 24
Уров.шума в РТ 19,6 19,1 18,8 16,4
Суммарный уровень шума в РТ=25 дБА
Результаты показали, что шум в расчетной точке РТ2-1 в ночное время составляет 25 дБА и не превышает предельно допустимого значения.
Результаты оценки уровня шума с указанным типом окон по остальным расчетным точкам позволяют дать рекомендации: 1) о недопустимости размещения больничных палат с окнами на градирни в проектируемых корпусах (допустимый уровень шума-25 дБА ночью); 2) о возможности размещения в проектируемых корпусах кабинетов врачей с дневным режимом работы, а для этажей 1-3 корпуса 3 и этажа 1 корпуса 4 — с круглосуточным режимом работы (допустимый уровень шума — 35 дБА ночью и 45 дБА днем).
Таким образом, полученные результаты по решению конкретной практической задачи показали эффективность и целесообразность применения предложенной технологии эргономической экспертизы Табли а 2 проектируемых объектов по шуму.
Резуёьтаты расчета дёя точек РТ3-1...7 Литература: 1. 0сипов гл, юдин кя,
Хюбнер Г. и др. Снижение шума в зданиях и жилых районах. М.: Стройиздат, 1987. 558 с. 2. Нефедов Л.И., Тимошенко В.В., Пономарев Г.И. Системный анализ социально-экологических аспектов реконструкции жилых кварталов. X.: Основа, 1992. 152 с.
Поступила в редколлегию 12.12.1998 Рецензент: д-р техн. наук Петров Э.Г.
Нефедова Анжелика Леонидовна, аспирантка, Харьковская государственная академия городского хозяйства. Научные интересы: эргономика и экология. Адрес: Украина, 310195, Харьков, ул. Н. Ужвий, 90, кв. 108, тел. 45-90-28.
Петренко Юрий Антонович, аспирант, Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры, преподаватель. Научные интересы: САПР. Адрес: Украина, 310077, Харьков, ул. Сумская,52, тел. 40-29-61.
Нефедов Леонид Иванович, д-р техн. наук, профессор, Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры. Научные интересы: САПР. Адрес: Украина, 310195, Харьков. ул. Н. Ужвий, 90, кв. 108, тел. 45-90-28, 40-29-54.
Таблица 3
Результаты расчета уровня шума для точек РТ4-1...7
№ИШ РТ4-1 РТ4-2 РТ4-3 РТ4-4 РТ4-5 РТ4-6 РТ4-7
ИШ-1 20,2 23,1 26,7 24,5 23,9 23,2 22,5
ИШ-2 22 27 23,9 23,5 23 22,4 21,9
ИШ-3 22 23 22,9 22,6 22,2 21,8 21,3
ИШ-4 22,2 32,1 32 31,8 31,5 31,2 30,8
L, дБА 27,7 36,4 38,1 39,2 38,8 38,2 37,7
От одного из ИШ РТ3-1 РТ3-2 РТ3-3 РТ3-4 РТ3-5 РТ3-6 РТ3-7
Прямое расстояние, м 17,109 17,530 18,537 19,92 20,87 22,92 25,23
Огиб. расстояние, м 17,463 17,671 18,566 - - - -
Разность, м 0,354 0,141 0,029 - - - -
Сниж. экраном, дБА 15 12 8 0 0 0 0
Сниж.расст., дБА 17,8 17,9 18,3 18,5 19,1 19,8 20,5
Уровень шума в РТ 20,2 23,1 26,7 24,5 23,9 23,2 22,5
Сумм.уровень шума, дБА 26,1 29 32,6 40,4 39,8 39,1 38,4
УДК 519.711
ЭВОЛЮЦИОННЫЙ подход к РЕИНЖИНИРИНГУ БИЗНЕСПРОЦЕССОВ
ЧАЛЫЙ С.Ф._________________________
Рассматривается задача перепроектирования бизнес-процессов в экономических системах. Предлагается эволюционный подход к реинжинирингу бизнеспроцессов с использованием генетического алгоритма.
1. Бизнес-процессы
В настоящее время широко распространено описание деятельности экономических систем в форме бизнес-процессов. Бизнес-процесс представляет собой совокупность различных видов деятельности, в рамках которой “на входе” используются один или более видов ресурсов, а на “выходе” создается продукт, представляющий ценность для пользователя (потребителя).
Бизнес-процессы можно описать на разных уровнях, но они всегда имеют начало, определенное число шагов и четко очерченный конец [1]. Для любого отдельно взятого процесса эти границы установлены первичным входом, с которого он начинается, и выходом, где выдаются результаты первичным кли-
136
РИ, 1998, № 4
ентам процесса. Например, первичным входом в процессе сбыта может быть получение документов с подтверждением заказа, а первичным выходом — получение определенной информации, услуги, документа.
После начала процесса у него могут появиться вторичные входы — например, управленческая информация. Точно так же могут существовать и вторичные выходы, которые получаются как побочные продукты процесса. Примером может служить отчет о количестве сверхурочного времени, отработанного персоналом во время выполнения производственного процесса.
Характерной чертой бизнес-процессов является их неявное описание в форме зависимостей вида:
ЕСЛИ Получен первичный заказ (документ) на первичном входе процесса,
ТО Выполнить последовательность шагов бизнес-процесса,
В РЕЗУЛЬТАТЕ Получаем выходную информацию, продукцию, документ.
Другая существенная черта бизнес-процессов состоит в том, что их элементы, включающие шаги бизнес-процесса и связанные с ними вторичные входы/выходы, также могут быть описаны в форме правил продукции.
Совокупность таких правил для всех бизнеспроцессов в экономической системе позволяет описать всю ее деятельность. В настоящее время отсутствует стандартный набор бизнес-процессов, каждая организация должна разрабатывать их сама для себя. В то же время описание процессов даже на макроуровне позволяет глубже проникнуть в суть явлений, происходящих в организации, и оценить все существующие связи и взаимоотношения.
Повышение эффективности функционирования любой экономической системы при процессно-ориентированном подходе предполагает создание (либо перепроектирование) соответствующих бизнес-процессов, которые позволяют получать конечную продукцию с минимальными затратами. Такое перепроектирование называется реинжинирингом бизнеспроцессов.
2. Реинжиниринг бизнесе-процессов
Реинжиниринг предполагает создание совершенно новых бизнес-процессов, позволяющих достичь “существенных улучшений в таких ключевых для современного бизнеса показателях результативнос -ти, как затраты, качество, уровень обслуживания и оперативность” [2]. Реинжиниринг в первую очередь направлен на объединение функций на макроуровне. Это означает, что в рамках одного подразделения организации (системы) также можно выделить субпроцессы и к ним применить реинжиниринг.
Реинжиниринг обычно выполняется в соответствии со следующими принципами:
— построение бизнес-процессов с “чистого листа”;
— отказ от априорных положений, ограничивающих возможности трансформации бизнес-процессов;
— использование творческого, эвристического подхода при создании новых процессов;
— применение современных информационных технологий.
В соответствии с первым принципом реинжиниринг направлен не на усовершенствование существу-
ющих, а на создание принципиально новых бизнес-процессов.
В соответствии со вторым и третьим принципами новые бизнес-процессы создаются на основе новых идей и подходов, при игнорировании неявных ограничений (ограничений по умолчанию). Такие ограничения накладываются системой накопленных знаний о существующих процессах, о необходимых этапах работ.
В соответствии с четвертым принципом движущей силой радикальных изменений выступают современные информационные технологии. Они обеспечивают принципиальные возможности для создания качественно новых бизнес-процессов. Более того, при реинжиниринге необходимо внедрять новейшие технологии по мере их развития для того, чтобы обеспечить более радикальные и эффективные способы ведения дел.
Эффективность бизнес-процессов оценивается на основе ряда критериев, именуемых критическими факторами успеха[ 1]. Эти критерии отражают достижение подцелей бизнес-процесса. Обычно выделяется не более 7-9 таких подцелей, причем, с одной стороны, достижение каждой из них является необходимым условием успешности бизнес-процесса, а с другой—достижение всех подцелей служит достаточным условием его успешности.
Таким образом, при перепроектировании бизнеспроцессов возникают проблемы, связанные с выделением и оценкой последовательности действительно необходимых шагов процесса. Решение данной проблемы предполагает творческий, эвристический подход. В то же время формирование новых бизнеспроцессов представляет собой эволюционный процесс, результаты которого оцениваются функцией от критических факторов успеха, а цель состоит в качественном повышении эффективности функционирования организации. В связи с этим для реше -ния указанной проблемы целесообразно использовать методы эволюционного моделирования.
3. Эволюционные алгоритмы
Научное направление — эволюционное моделирование посвящено моделированию процессов биологической эволюции.
В 1966 г. Л. Дж. Фогель, А.Дж. Оуэнс, М.Дж. Волш предложили и исследовали эволюцию простых автоматов, предсказывающих символы в цифровых последовательностях [3]. В 1975г. Д.Х. Холланд предложил схему генетического алгоритма [4]. Эти работы легли в основу главных направлений разработки эволюционных алгоритмов.
Эволюционный алгоритм представляет собой технологию оптимизации эволюционирующей популяции индивидуумов. Каждый индивидуум однозначно характеризуется хромосомой, состоящей из набора генов. В течение эволюции индивидуумы с высокой приспособляемостью отбираются посредством выбора, мутаций и рекомбинаций персональных геномов. Целью эволюции является оптимизация функции приспособленности — многомерной функции индивидуальных генов.
Эволюционные алгоритмы включают в себя [5]:
— генетические алгоритмы, оптимизирующие дискретные системы на основе структурных рекомбинаций;
РИ, 1998, № 4
137
— эволюционное программирование, ориентированное на оптимизацию непрерывных функций без рекомбинации;
— эволюционные стратегии, ориентированные на оптимизацию непрерывных функций с рекомбинацией;
— генетическое программирование, которое использует эволюционную технологию для оптимизации компьютерных программ.
Эволюционные алгоритмы обладают следующими характерными особенностями:
— распараллеливание поиска путем размещения промежуточных решений по всему пространству поиска;
— произвольные изменения (мутации);
—рекомбинации полученных решений—скрещивание (кроссинговер).
Эволюционные алгоритмы используются для оптимизации многомерных, плохо определенных функций [5]. В частности, генетический алгоритм часто применяется как эвристический метод для решения комбинаторных задач.
4. Генетический алгоритм
Генетический алгоритм описывает эволюцию некоторой популяции индивидуумов. Каждый индивидуум характеризуется своей хромосомой Sk, которая определяет индивидуальную пригодность /(Sk); к = 1,..., n; n — размер популяции. Хромосома описывается строкой символов Sk = (Sk1, Sk2,...,SkN), где N— длина строки. В соответствии с данным подходом символы Sk1 могут интерпретироваться как гены хромосомы Sk [6].
Процесс эволюции описывается последовательностью поколений. В каждом поколении отбираются индивидуумы с наибольшим значением функции приспособленности. Далее хромосомы выбранных индивидуумов перекрещиваются и подвергаются небольшим мутациям.
Генетический алгоритм включает в себя следующую последовательность шагов (популяция в t-поколении определяется как {Sk(t)}):
0. Создается начальная популяция {Sk(0)}.
1. Выполняется оценка пригодности/^) каждой личности Sk в популяции {Sk(t)}.
2. Проверяется достижение критерия сходимости, например:
—достижение определенной оценки приспособленности,
—достижение заданного количества итераций T.
При достижении указанного критерия работа алгоритма завершается.
3. Осуществляется отбор индивидуумов Sk согласно значению их функции приспособленности /(Sk).
4. Формируется новое поколение {Sk(t+1)} на основе рекомбинации хромосом отобранных особей.
5. Сформированное поколение {Sk(t+1)} подвергается мутации вследствие случайной перестановки генов.
6. Повторяются шаги 1-5 для t = 0, 1, 2, ... до достижения заданного критерия сходимости.
Существуют варианты конкретизации генетического алгоритма, которые отличаются в методах
выбора, рекомбинации, хромосомного представления.
Традиционный генетический алгоритм работает на двоичной строке фиксированной длины (N = const) и предполагает использование следующих принципов:
— отбор новой популяции пропорционально значению функции пригодности;
— скрещивание в одной точке;
— мутации в одной точке.
Отбор новой популяции пропорционально значению функции пригодности означает, что в течение шага 3 родители Sk индивидуумов новой популяции выбираются с вероятностью, которая пропорциональна значению их функции пригодности /(Sk). Другим примером выбора является ранжирование: определенное количество наилучших индивидуумов популяции {Sk(t)} используется в качестве родителей нового поколения.
Скрещивание и мутации в одной точке происходят аналогично биологический эволюции: если у нас есть два родителя Sj = (Sn, S]2,...,S]n) и S2 = (S21, S22,..., S2N),
их дети — ^ц..^ S2m-, S2,m+1,...,S2N) и (S2^,..., S2m,
Si,m+i,...,SiN); т.е. начало и окончание хромосомы взято от разных родителей. Аналогично выполняется скрещивание для двух и более точек. Такое скрещивание иногда дополняется инверсиями последовательности символов в хромосоме. Иногда используется однородная рекомбинация, при которой символы хромосомы первого создаваемого индивидуума взяты от родителей (S/ или S2) произвольно для любой символьной позиции. Второй создаваемый индивидуум получает символы разности; например, S] и S2 могут иметь следующие хромосомы: (S11, S22, S13, S14,...,Sn) и (S21, Si2, S23, S24,...,Sin) [6].
Таким образом, генетический алгоритм отражает общие принципы генетической эволюции и реализует эвристический метод оптимизации, ориентированный на решение комбинаторных задач при отсутствии полной априорной информации о решаемой проблеме в терминах решаемой задачи. При этом символьная строка—хромосома используется для кодирования значений оптимизируемых параметров.
Основные проблемы, возникающие при использовании генетического алгоритма для решения практических задач, состоят в рациональном выборе функции приспособленностии и хромосом, описывающих особи популяции.
5. Использование эволюционных методов в процессе реинжиниринга.
Реинжиниринг бизнес-процессов представляет собой преобразование, при котором в процесс включаются этапы, обеспечивающие получение конечного продукта либо услуги с минимальными затратами— времени, материальных, человеческих ресурсов. Фактически, речь идет о построении оптимального маршрута производства. Эта задача, с одной стороны, является комбинаторной, а с другой — требует творческих, эвристических решений. Такие возможности и обеспечивают эволюционные методы.
Использование эволюционных алгоритмов для моделирования процесса реинжиниринга включает в себя:
1) выбор критических факторов успеха бизнеспроцесса (CFS);
2) построение функции приспособленности на основе критических факторов успеха;
3) формирование множества процессов, подвергаемых реинжинирингу;
138
РИ, 1998, № 4
4) создание начального множества возможных вариантов для каждого процесса, подвергаемого реинжинирингу, при этом каждый процесс описывается в виде последовательности наборов исходных условий для каждого шага процесса в соответствии с выражением (1).
Дальнейшие этапы повторяются для каждого бизнес-процесса:
5) определение значения функции приспособленности для каждого из вариантов процесса;
6) отбор вариантов бизнес-процесса в соответствии со значением функции приспособленности;
7) формирование нового поколения на основе рекомбинации существующих вариантов в точке совпадения условий;
8) мутация отдельных вариантов сформированного поколения;
9) повтор этапов 5-8 до достижения заданного значения функции приспособленности.
Предложенный подход обеспечивает возможность автоматизации перепроектирования бизнес-процессов в экономических системах. Однако его эффективность
во многом зависит от полноты начального множества возможных вариантов для каждого процесса, а также от выбора критических факторов успеха.
Литература: 1. Робсон М, Уллах Ф. Практическое руководство по реинжинирингу бизнес-процессов: Пер. с англ. / Под. ред. Н.Д. Эриашвили. М.:Аудит, ЮНИТИ, 1997. 224с. 2. Хаммер М, Чампи Дж. Реинжиниринг корпорации: Манифест революции в бизнесе: Пер. с англ. / СПб.: Изд-во С.-Петербург. ун-та, 1997. 332 с 3. Fogel L.J., Owens A.J. & Walsh M.J. Artificial Intelligence through Simulated Evolution, New York: Wiley, 1966. 4. Holland J.H. Adaptation in Natural and Artificial systems, Ann Arbor, MI: The University of Michigan Press. 2nd edn, 1975. Boston, MA: MIT Press, 1992. 5. Redko V.G. Applied Evolutionary Modeling. - .htpp://Pespmc 1 .vub.ac.be/cgi-bin/ APPEVMOD.htm, 1998. 6. Redko V.G. Genetic Algorithms. .htpp://Pespmc 1.vub.ac.be/cgi-bin/GENETALG.htm, 1998.
Поступила в редколлегию 26.10.1998 Рецензент: д-р техн. наук Левыкин В.М.
Чалый Сергей Федорович, канд. техн. наук, доцент кафедры технической кибернетики ХТУРЭ. Научные интересы: эволюционное моделирование, реинжиниринг бизнес-процессов. Адрес: Украина, 310726, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. 40-93-35.
(Окончание. Начало см. на с. 28-29)
В то же время ток в стержне, наводимый электромагнитным полем, также равен [3]:
. , ч ч I a b
"(t)=""дт,; • о2)
где I(t) — ток входного импульсного воздействия.
Согласно модели перехода [5], в момент tKp1 ток is-b (t) достигает первого критического значения Ікрі и соответственно в момент t кр2 ток достигает второго
критического значения Ікр2 . Из соотношения (12) можно определить 1вх1 и 1вх2. При этом, временем переключения At (срабатывания) является разность
tкр2 -1крі. Следовательно, приравняв выражение для тока (11) соответственно Ікр1 или Ікр2, можем
определить моменты времени Др1, tкр2 и вычислить
время переключения защитного устройства:
e-a1tкрі(2) _ e-a2tкрі(2)
= I2 —
кР1(2) Um
(13)
Разложив экспоненциальную функцию и квадратный корень в ряды (Маклорена), получим следу-
ющее выражение для времени переключения 1зу= At: A (I2 _I2 )
At =----кр2--кр^ . (14)
Um (a2 _ a1) V '
Подставив выражения (2), (3) в соотношение (10), получим следующее соотношение для определения времени переключения защитного устройства:
At = -
2 п
pn X arccos(1--------hд) (
X
2 п S (a2 _ a1)
кр2
Ікр1
I
кр2
(15)
Расчёты показывают, что время S-N перехода или время срабатывания рассматриваемого защитного
устройства в зависимости от характеристик импульсного воздействия имеет значение tjj, <10-12 с.
Все изложенное выше имеет место при условии распространения в волноводе основного типа волны Hi0. Неоднородности на поверхности ВТСП не оказывают существенного влияния на распространение основного типа волны (Н10) [5]. Такое устройство способно пропускать полезные сигналы в широком диапазоне частот (0,5-10 ГГц) с малым коэффициен -том затухания b = (0,01-0,1 Дб) [3].
Таким образом, рассмотренное сверхпроводящее ЗУ является практически безинерционным (время переключения меньше 10-10) и обеспечивает надежную защиту РЭА как от мощных продолжительных шумовых сигналов, так и от мощных коротких импульсных воздействий.
Литература: 1. Уильямс Дж. Сверхпроводимость и её применение в технике. M: Мир, 1973. 180 с. 2. Антенные устройства СВЧ. Расчёт и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов /Под ред. профессора Д. И. Воскресенского. М.: Сов. радио, 1972. 180 с. 3. Ширман Я.Д. Радиоволноводы и объемные резонаторы. М: Радио и связь, 1959. 380 с. 4. Шубарин Ю.В. Антенны сверхвысоких частот. Х.: Изд-во ХГУ, 1960. 178 с. 5. Кучер Д.Б. Мощные электромагнитные излучения и сверхпроводящие защитные устройства. Севастополь: Ахтиар, 1997. 180 с.
Поступила в редколлегию 02.12.1998 Рецензент: д-р техн. наук Седишев Ю.М.
Фык Александр Ильич, адъюнкт ХВУ. Научные интересы: антенные устройства, защита радиоэлектронной аппаратуры от проникновения электромагнитных воздействий. Хобби: шахматы. Адрес: Украина, 310144, Харьков, ул.Командарма Уборевича, 8 Б, кв.121, тел. 6556-46.
Васильев Дмитрий Геннадьевич, адъюнкт ХВУ. Научные интересы: антенные устройства, защита радиоэлектронной аппаратуры от проникновения электромагнитных воздействий. Адрес: Украина, Харьков, ул.Дос-тоевского, д 21, кв 60.
РИ, 1998, № 4
139
