CC BY
36
3. Сайт компании DFRobot http://www.dfrobot.com/ (дата обращения: 21.04.2011).
4. Сайт компании K-Team http://www.k-team.com/ (дата обращения: 21.04.2011).
5. Чернухин Ю.В. Нейропроцессорные сети. - М.: Изд-во ТРТУ, 1999. - 439 с.
6. Чернухин ЮМ., Сапрыкин Р.В., Бутов ПА. Подходы к реализации нейросетевых систем управления мобильными роботами // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2011.
- № 1 (114). - C. 157-162.
. . ., . . .
Чернухин Юрий Викторович - Технологический институт федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге; e-mail: [email protected]; 347928, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44.; тел.: 88634371656; кафедра вычислительной техники; .
Сапрыкин Роман Владимирович - e-mail: [email protected]; кафедра вычислительной техники; ведущий инженер.
Бутов Павел Александрович - e-mail: [email protected]; кафедра вычислительной техники; аспирант.
Доленко Юрий Сергеевич - e-mail: [email protected]; кафедра вычислительной техники; аспирант.
Chernukhin Yuri Victorovich - Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Autonomy Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”; e-mail: [email protected]; 44, Nekrasovskiy, Taganrog, 347928, Russia; phone: +78634371656; the department of computer engineering; professor.
Saprykin Roman Vladimirovich - e-mail: [email protected]; the department of computer engineering; engineer.
Butov Pavel Alexandrovich - e-mail: [email protected]; the department of computer engineering; postgraduate student.
Dolenko Yuri Sergeevich - e-mail: [email protected]; the department of computer engineering; postgraduate student.
УДК 621.321
ГЛ. Виноградова, А.Н. Серёдкин
МОДЕЛИ ОЦЕНКИ НАДЁЖНОСТИ ЧЕЛОВЕКОМАШИННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ
КООПЕРАЦИЕЙ
Показаны необходимость и возможность автоматизации управления в региональных структурах агропромышленного комплекса. Рассмотрена организация реализации управленческих функций в трёхуровневой системе с подсистемами с различной степенью автоматизации. Дано формализованное описание факторов качества управленческих решений, принимаемых в человекомашинной системе (ЧМС). Исследуется влияние надёжности ЧМС-управления организацией на качество управленческих решений. Рассматриваются вопросы оценки надёжности человекомашинной системы управления системой сельскохо-
( ).
расчётные формулы оценки надёжности ЧМС.
Модели; принятие решений; информационная система; надёжность.
G.L. Vinogradova, A.N. Seredkin
MODEL EVALUATION OF RELIABILITY MAN-MACHINE SYSTEMS
MANAGEMENT OF AGRICULTURAL CONSUMER COOPERATION
It submitted the necessity and possibility of automation in the regional structure of agriculture. It considered the organization of the implementation of management functions in three-level system with the subsystems with varying degrees of automation. A formalized description of the factors of quality management decision-making to be taken in man-machine system (MMS) is offered. The influence of the reliability of the MMS management of the organization on the quality of manage-ment decisions is investigated. The questions assess the reliability of man-machine management system of agricultural consumer cooperatives (ACC) are considered. System of indicators and the design formulas assess the reliability of MMS are offered.
Models; decision making; information system; reliability.
Потребительская кооперация России является одной из крупнейших систем, осуществляющих торговую, заготовительную, производственную деятельность, оказывающих социальные и бытовые услуги населению, производящих сельскохозяйственную продукцию. В условиях формирования рыночной экономики в России малый и средний агробизнес, который представлен в сельском хозяйстве крестьянскими (фермерскими) и товарными личными подсобными хозяйствами, стал составным элементом экономики. На современном этапе развития экономики при поддержке всех структур власти залогом успеха развития АПК является многоуровневая система управления сельскохозяйственной потребительской кооперации (СПоК) [1].
В условиях становления, развития и всесторонней поддержки системы СПоК существенной проблемой её функционирования является дезинтеграция участников на рынке АПК, которая формирует следующие проблемы, замедляющие развитие СПоК как единой системы:
♦ отсутствие полного информационного обеспечения стратегическим управлением потребительской кооперацией в структуре АПК;
♦
развитии российской экономики и воздействия изменений непосредственно на кооператоров;
♦ отсутствие общих принципов и мех анизмов взаимодействия и совместного развития потребительской кооперации;
♦ избыточный и неэффективный аппарат управления на всех уровнях систе-
, ;
♦
, .
Одним из подходов по устранению перечисленных проблем является создание единого информационного пространства для всех уровней системы управле-
,
потоков информации. Однако, несмотря на повсеместную информатизацию общества, применение информационных систем и технологий в АПК в настоящий момент в России является недостаточным [2]. Анализ работ, посвящённых проблемам информационной поддержки различных направлений деятельности в АПК,
, -томатизация производственных процессов, консультационных услуг и отдельных управленческих задач [3-6].
Архитектура и функциональные возможности информационно-анадитической ( ) :
♦ обеспечивать комплексность сбора и анализа информации для потребностей деятельности сельскохозяйственных кооперативов;
♦ обладать максимальной независимостью от возможных изменений методов и технологий управления, размеров сельскохозяйственного кооператива;
♦ предусматривать максимальное использование имеющегося информаци-
, ;
♦ реализовывать режим периодического обновления информации, обладая при этом достаточной простотой использования, надежностью и интеграцией с другими программными средствами обмена информацией.
Тенденция развития систем автоматизированного управления организацией идёт по таким направлениям, как охват всё большего количества управляемых функций в системе ресурсов, совершенствование технологий и методов, используемых при решении задач, совершенствование инструментария. Тем самым существенно сокращается степень участия человека в управлении предприятием за счёт , , , решений и т.д. Однако роль человека в этом процессе принципиально не меняется, так как речь идёт только об автоматизации управленческой деятельности, когда система «замыкается» человеком, который принимает окончательные решения. Повышение эффективности управления может быть осуществлено при переводе части управленческих функций, выполняемых управленцами различных уровней, в автоматический режим, то есть при изменении роли человека в ЧМС. Основанием для передачи управленческой функций в автоматическую реализацию является её полная формализация [7].
При 3-уровневой структуре системы управления с использованием ИАС управления СПоК управленческое решение принимается в какой-либо подсистеме принятия решения: автоматической, автоматизированной или ручной. В первой подсистеме функции человека полностью замещаются техническими средствами (ТС). Во второй происходит усиление человеческих возможностей ТС и программными средствами. В третьей - применение ТС и программных средств не представляется возможным в силу мало формализованного или творческого харак-.
Выбор управленческого решения неоднозначен и во многом зависит от влияния различных факторов. Спектр воздействия факторов, повышающих качество
, , -матизации, прослеживается усиление влияния факторов, относящихся к информационной и технической категории. В связи с этим возрастают требования к информационным и техническим системам, участвующим в процессе принятия решения. Они должны выдавать достоверную, достаточно защищённую от помех и , , -блема оценки влияния надёжности функционирования информационной системы на управленческое решение.
,
управления организацией в ЧМС является проблема надёжности, а также её оценка. Сложность оценки надёжности ЧМС-управления организацией заключается в отсутствии методик комплексного анализа технико-организационного аспекта, оценки человеческого фактора в системе, оценки целостных свойств надёжности .
Рациональным можно считать решение, в процессе выполнения которого потребуется минимальное количество корректировок. При оценке влияния ошибок на качество и надёжность установлено, что обе характеристики системы существенным образом связаны с безошибочностью. Однако теория надёжности и теория управления качеством занимают противоположные позиции как по отношению к главным причинам ошибок, так и по отношению к влиянию ошибок отдельных элементов на ошибки всей системы. Это делает их методологически различными и
.
. ,
, « ». -чеством основывается на том, что «качество системы складывается из качества её », . . . качества в отдельных элементах системы не всегда приводит к повышению качества системы в целом, а иногда даже снижает его, поскольку изменение качества отдельного элемента требует перестройки всей системы, которая не может осуще-. , -венному изменению качества других элементов, которое не всегда возможно предвидеть и оценить и которое может снизить качество системы в целом. Именно качество элементов принципиально ограничивает возможности функционирования синтезированной из них системы. Возможность изменить эффективность системы зависит от изменения качества её элементов или её структуры. Поскольку заданное функционирование системы может быть обеспечено только вполне опреде-, -ве, как с проблемой эффективности, так и с проблемой надёжности.
, -ривается как целевая функция супер критериев, где полнота данных, как фактор качества управленческого решения, обуславливает уровень информативности ЛПР ( , ),
. , даёт серьезное преимущество и, как следствие, повышение качества решения. При принятии управленческих решений неизбежно влияние такого фактора, как субъ-.
решение приведено в работах Э.А. Трахтенгерца [8].
-
. -
лизуются в 3-х режимах: автоматизированном, автоматическом и ручном. Распределение функций управления осуществляется по признаку - степени их формализуемости. Полностью формализуемые задачи реализуются в автоматиче-.
Теоретико-множественное описание факторов качества управленческого решения в ИАС управления СПоК будет иметь вид
где Уё - полнота данных; Б - субъективность; Тг - трудозатраты; P(Su) - надёж.
Показатель надежности функционирования ИАС управления СПоК представлен совокупностью показателей надежности её составляющих
где - комплексный показатель надежности ИАС;
NA - показатель надежности автоматического режима управления;
NAp - показатель надежности автоматизированного режима управления;
Np - показатель надежности режима ручного управления.
Надёжность технических объектов, в соответствии с теорией надёжности, может быть выражена в виде коэффициентов, точных значений, соотношений. При проведении оценки надёжности ЧМС необходимо рассмотрение надёжности не только отдельных подсистем - автоматической, автоматизированной и подсистемы принятия решений человеком, но и надёжности функционирования всей системы в целом.
(1)
N
(2)
Оценка надёжности автоматической подсистемы реализации функций управления может проводиться с использованием таких показателей, как:
♦ ( );
♦ срок службы систе мы до первого отказа;
♦ вероятность отказа ПО;
♦ вероятность безотказной работы ПО;
♦ возможность коррекции ПО;
♦ загруже нность ПО;
♦ количество ошибок, приходящееся на единицу длины сообщения;
♦ качество баз знаний (БЗ).
В случае принятия решений человеком под надёжностью подсистемы пони.
( ) :
♦ степень профессионализма работника;
♦ количество происшествий из-за нарушений правил эксплуатации, технологии и т.д. за определённый календарный срок, приходящийся на один объект данного класса;
♦ опыт работы;
♦ коэффициент зан ятости специалиста.
Уровень надёжности автоматизированной ППР может оцениваться такими , :
♦ вероятность отказа оборудован ия по причине ошибки оператора;
♦ полнота информирования о ператора о состоянии системы;
♦ вероятность компенсации ошибок оператора и последствий отказов тех-
.
При исследовании надёжности системы «человек и техника» рассматривается надёжность технической системы с учётом деятельности оператора, или своевре-( ) . Комплексный показатель надёжности ППР человеком можно записать сле-:
где Hm - комплексный показатель надёжности подсистемы принятия решений человеком; Fm¡ - множество показателей (критериев) надёжности подсистемы; р
- множество значений или вероятностей ¡-го показателя (критерия) надёжности; Gmi - множество, описывающее класс г-го показателя (критерия).
Комплексный показатель надёжности автоматизированной ППР можно представить как
где Нта - комплексный показатель надёжности автоматизированной подсистемы; Fma. - множество показателей (критериев) надёжности автоматизированной подсистемы; Рта. - множество значений или вероятностей г-го показателя (критерия) надёжности подсистемы; Gma¡ - множество, описывающее класс г-го показателя ( ).
Комплексный показатель надёжности автоматической ППР можно записать в :
(3)
(4)
(4)
где Н - комплексный показатель надёжности автоматической ППР; ^ - множе-
а т
ство показателей (критериев) надёжности подсистемы; рг - множество значений
или вероятностей г'-го показателя (критерия) надёжности автоматической подсистемы; Са; - множество, описывающее класс г'-го показателя (критерия) подсистемы. Тогда показатель надёжности ЧМС будет иметь следующий вид:
Я = {¥ ,Р ,С } 1
т 1 тг ’ тг ’ тг '
Н = \Н = {¥ ,Р ,в ,}\. (5)
та 1 таг ’ таг ’ таг *
. На = {РшРш,Ош} ,
При автоматическом режиме управления в ИАС участвуют две составляю: ( ) ( ). -
затель надежности реализации процесса в таком режиме имеет вид
П* Про
мл=П К (^ Д) *П мро (^ Д), (6)
г =1 г =1
где пи - количество технических средств; N¡*(1,41) - значение показателя надежности 1-го технического средства, в заданный промежуток времени (£, Д£); про - количество показателей надежности ПО; Npo(t,At) - значение 1-го показателя надежности ПО в заданный промежуток времени (¿, Дt).
Автоматизированный режим управления в ИАС управления СПоК реализуется с использованием трех компонент: ТС; ПО и человека. Модель показателя надежности такого режима NAP
NAp=N ар1 а, до+NAp2 а, д ) - NAp1 а, д ) * NAp2 а, д ), (7)
NAp1(t1, ^ +Дt) = NA(t1, t1 + Дt) * (N (ДО + (1 - N (Дt)) * 3), (8)
NAP2 (tl, ^ +Дt) = N (Д) * [^ (tl, tl + Дt) + (1 - ^ (Дt)) * р\, (9)
где NAP(t,At) - показатель безотказной работы ТС и ПО в заданный промежуток времени ^, Дг); ^ (Д) - показатель безошибочной работы человека в промежуток времени (Д?); р - вероятность компенсации отказа технической системы;
3 - вероятность компенсации ошибок, допущенных оператором.
Модель надежности процессов управления в ручном режиме Np имеет вид
Np = П^ ('1 > Д<>, (10)
1 = 1
где к - количество факторов; Nц¡ (t1,ДО - вероятность безошибочной работы под воздействием 1-го фактора в заданный промежуток времени (^ Д').
На основе анализа функционирования ИАС управления СПоК как системы установлена закономерностей - целостность, проявляющаяся в повышении надежности функционирования системы за счёт передачи функций, в случае отказа, из одного режима управления в другой.
Рассмотрены различные варианты передачи функций в режимы управления. Так, при отказе функционирования компонентов автоматического режима управления управленческие функции передаются в автоматизированный режим либо в ручной - на период восстановления. При отказе компонентов автоматизированного режима управления на период восстановления управленческие функции передаются в ручной режим управления.
, -сти ИАС управления СПоК на основе анализа её компонентов в целях определения степени надёжности функционирования системы. Показано влияние надёжности ИАС как человекомашинной системы управления СПоК на качество управленческих решений и эффективность деятельности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Развитие системы сельскохозяйственной потребительской кооперации как региональный антикризисный проект сокращения безработицы и поддержки малого предпринимательства сельских территорий: монография / Под общей ред. И. В. Палаткина. - Пенза: Изд-во ПГТА. - 2009. - 120 с.
2. Информационные и коммуникационные технологии в Российской экономике: 2007 / Статистический сборник. - М.: ГУ ВШЭ, 2007. - 296 с.
3. Калугина З.И. Опыт применения типологического анализа в определении перспектив
//
управлении предприятиями и организациями АПК: теория - методология - практика: . .- . . - : . .- . - . сельск. хоз-ва СО РАСХН, 2009. - С . 35-40.
4. Сидоров А.В. Выбор программно-аппаратной платформы для информационных систем в
// . - 2009. - № 7. - С. 159-160.
5. . . //
предпринимательство. - 2008. - № 5. - Вып. 2 (111). - С. 88-91.
6. . . -
// ( управления). - 2007. - №4 (40). - С. 305-308.
7. . .
- // . . - -
системы. - Тула, 2005. - Вып. 1. - С. 3-7.
8. . . -ний. - М.: Синтег, 2001. - 256 с.
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н., профессор В.Н. Шведенко.
Виноградова Галина Леонидовна - Костромской государственный технологический университет; e-mail: [email protected]; 156005, г. Кострома, ул. Дзержинского, 17; .: 89109279612; . . .; .
Серёдкин Александр Николаевич - Пензенская государственная технологическая академия; e-mail: [email protected]; 440605, г. Пенза, проезд Байдукова/улица Гагарина, д. 1а/11; тел.:+79272894342; к.т.н.; заведующий кафедрой информационных компьютерных техно.
Vinogradova Galina Leonidovna - Kostroma State Technological University; e-mail: [email protected]; 17, Dzerjinskogo street, Kostroma, 156005, Russia; phone: 89109279612; cand. of eng. sc.; professor of department of information technology.
Seredkin Aleksandr Nikolaevich - Penza State Technological Academy; e-mail: [email protected]; 44, Baidukova/Gagarina, 440605, Russia; phone: +79272894342; cand. of eng. sc.; head of department of information computer technology.
