Файл: Крулькевич, М. И. Основы систем производственно-экономической информации учеб. пособие.pdf

отрасли, науки и техники, а также об условиях реализации продукции:

Важнейшим источником получения информации о на­ правлении развития народного хозяйства и отрасли являют­ ся долгосрочные, перспективные и текущие планы.

Информация о развитии науки и техники охватывает све­ дения о разработанных и уже внедряемых в практику ре­ зультатах научно-исследовательских работ, а также о пла­ нах развития научно-технического прогресса. Указанная ин­ формация собирается с целью изучения результатов развития и совершенствования технологии и организации производ­ ства, обновления товарного ассортимента, изменения направ­ лений научно-исследовательских работ и др.

Источниками такой информации являются отдельные публикации в журналах, реферативная литература, патенты, лицензии, открытия, газеты, книги, радио, телевидение, объ­ явления и рекламы, выставки, командировки, фильмы и дис­ сертации.

Знание тенденций развития и прогнозов' главных на­ правлений науки и техники имеет важнейшее значение для установления темпов и пропорций перспективного развития.

Для определения тенденций технического развития необ­ ходима самая разнообразная информация. Прежде всего нужны сведения о новейших результатах научных исследова­ ний. Значительное место в этой информации должно быть отведено данным изучения конъюнктуры мирового рынка и результатам исследований темпов и пропорций экономичес­ кого роста промышленно развитых стран.

Таким образом, информацию о развитии науки и-техни- ки может обеспечить всесторонний анализ общих тенденций

38

Глава И. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

§1. Информация в системе управления

Вуправлении промышленным объектом информация представляет собой разнообразные данные, характеризую­ щие состояние управляемого объекта, сообщения, передавае­ мые по каналам связи, промежуточные данные расчетов, вы­ ходные данные и управляющие воздействия. Информация является объектом сбора, преобразования, передачи, хране­ ния и обработки. Она подразделяется на нормативную, опе­ ративно-производственную, выходную и внешнюю.

Источником нормативной информации служат различно­ го рода сборники норм выработок, расценок, расхода мате­ риалов, затрат времени, параметры расчетных технологичес­ ких режимов и регламентные показатели при непрерывном производстве.

Обязательным элементом в автоматизированном управ­ лении является организация нормативной базы и оперативное внесение в нее необходимых изменений. Принцип использо­ вания базы примерно такой же, как и при обычном управле­ нии, с той лишь разницей, что нормативные данные размеща­ ются в памяти ЭВМ.

Источником оперативно-производственной информации является непосредственно производственный процесс. Эта ин­ формация в зависимости от источников может быть в двух формах — непрерывной и дискретной.

В непрерывной форме информация поступает в виде си­ гналов от датчиков непрерывного счета. Источниками ин­ формации в дискретной, в том числе алфавитно-цифровой

40

форме могут быть различные устройства ввода, датчики ди­ скретной информации или ЭВМ.

Выходная информация (промежуточная) — это резуль­ таты логико-математической обработки оперативно-произ­ водственной информации с использованием нормативной ба­ зы, выдаваемые для использования работниками аппарата уп­ равления производством. К такой информации относятся графики, задания, наряды, указания для управленческого персонала и управляющие воздействия, автоматически пода­ ваемые на исполнительные устройства.

Внешняя информация представляет собой задания и рас­

Управление промышленным объектом можно рассматри­ вать как некоторый опыт с несколькими возможными исхо­ дами. Неопределенность в исходе опыта заключается в том, что до его окончания неизвестен точно конечный результат.

Информация, относящаяся к эксперименту или к про­ цессу управления, уменьшает имеющуюся неопределенность.

Обычно, если разнообразие вариантов исходов велико и вероятность появления каждого из них значительна, что в 'действительности имеет место при управлении, для измерения количества информации применяется понятие энтропии, ко­ торая выражается мерой беспорядочности исследуемой ситуа­ ции. В этом случае информация, кроме всего прочего, харак­ теризует состояние системы и ее организованность. Накопле­ ние информации о состоянии системы уменьшает энтропию. Другими сло.вами, энтропия системы есть мера недостатка информации о системе.

Интерпретация процесса управления с точки зрения тео­ рии информации может быть представлена системой, элемен­ тарная схема которой приведена на рис. 3.

Управляемый объект подвергается внешним воздействи­ ям и воздействиям со стороны управляемого органа, преоб­ разуя их в выходную реакцию R. Последовательность выхбдных реакций во времени определяет поведение управляемого объекта.

Задача органа управления состоит в том, чтобы добить­ ся такой линии поведения управляемого объекта, при кото­

41

рой тот реализует свою функцию с максимальным значением принятого критерия эффективности.

Возмущающие воздействия создают тенденцию к дезор­ ганизации системы, то есть к увеличению энтропии ее пове­ дения H(R).

Множество допустимых значений реакций Rn является частью множества всех его возможных значений. Поэтому максимальная энтропия в поведении объекта Н (R) шах.» имею­ щая* место при равновероятности всех возможных значений R, будет больше Н (Rn ). Дезорганизация выражается в том что она выводит величину H(R) в область

H(Rn ) < H(R) < H(R) max*

Сила влияния дезорганизующих факторов зависит от их разнообразия. Действительно, если орган управления, следя­ щий за связью между F и R, отключить, можно исследовать эту связь как сложное событие FR, энтропия которого равна

H(FR) = H(F) + Hf (R).

Так как R — заключительный этап процесса, то, есте­ ственно,

H (FR)=H(R).

Деятельность органа управления направлена на то, что­ бы воспрепятствовать тенденции увеличения H(R), повы­ шать уровень организации системы и добиваться, чтобы при управлении U каждый раз реализовывалось соотношение

HU(R )< H (R ").

Уменьшение энтропии поведения управляемого объекта происходит за счет информации, содержащейся в управляю­ щих воздействиях. Без учета Р количество такой информа­ ции равно

I(U, R) = H(R) - HU(R).

Эта информация представляет собой «продукт» деятель­ ности органа управления.

В силу закона необходимого разнообразия ограничение разнообразия в поведении управляемого объекта достигает­ ся только за счет увеличения разнообразия органа управле­ ния (управляющих воздействий).

42

Следствие закона необходимого разнообразия, касаю­ щееся информации на входе управляющего органа, сводится к утверждению того, что существует минимум информации

строения рациональной системы информации при автомати­ зации управления.

К сожалению, в настоящее время не представляется возможным измерять разнообразие технологических и управ­ ленческих задач, а также пропускную способность органов управления. Это обстоятельство является ограничивающим при проектировании оптимальной структуры управления.

Еще ждут своего решения и задачи о минимальных ин­ формационных затратах и алгоритме переработки информа­ ции минимальной сложности.

Минимальное необходимое количество информации I min. и алгоритм минимальной сложности A min. определяют некото­ рую «базисную» систему, которая в абстрактном представ­ лении обеспечивает достижение цели с наименьшими инфор­ мационными и алгоритмическими затратами.

В реальных условиях информационная и алгоритмичес­

Указанные, коэффициенты используются на принци­ пиальном уровне синтеза системы управления.

На уровне технической реализации автоматизированного управления используются коэффициент сигнальной избыточ­ ности и коэффициент структурной избыточности.

Коэффициент сигнальной избыточности равен

V

-а,

V m ln .

где-Vmtn. минимальный объем сигналов;

43

Минимальный объем сигналов Vmin. предусматривается таким, чтобы отображения используемых в системе инфор­ мационных процессов осуществлялись с заданной точностью в предположении, что в процессе функционирования систе­ мы эти сигналы не будут искажены.

Коэффициент структурной избыточности равен

где Sunn.- — мера сложности минимальной структуры;

S ' — мера сложности фактически используемой струк­ туры;

Т

•j— =—------коэффициент временной загрузки структуры;

1 min.

T„,i„. — промежуток времени, на протяжении .которого в структуре действуют сигналы минимального объема;

Т — интервал функционирования структуры при обра­ ботке фактически используемых сигналов с объ­ емом V.

Структура минимальной сложности S min. должна быть такой, чтобы она могла реализовать алгоритмы функциони­ рования системы с заданной точностью в предположении, что в процессе функционирования структура сохраняет свои рабочие характеристики неизменными.

Хотя Vmin и Smin, как i и а, определить в условиях управле- • ния предприятием затруднительно, однако, используя срав­ нительные методы оценки различных вариантов фактических значений I и А, V и S, можно, как будет далее показано, со­ вершенствовать информационные потоки, циркулирующие при автоматизированном управлении.

44

§ 2. Структура информации и коды

Каждое сообщение из совокупности производственной информации состоит из слов, связанных между собой опре­ деленным смыслом. Например, при запросе из склада какихлибо деталей или материалов в сообщении указывается наи­

Технологические параметры процессов кодируются ана­ логичным образом. Например, контрольные параметры ра­ боты добычного участка шахты представляются в виде

Такое сообщение должно сопровождаться еще словом, указывающим какой участок контролируется, а иногда и на какой шахте. Такие слова обычно в закодированных сообще­ ниях следуют первыми. Тогда сообщение в общем виде запи­ сывается как

S = .(N, А, В, С),

где N — характеристика самого сообщения (смысл).

Так как сообщения состоят из символов, то справедли­ ва запись

(N, А, В, С) = (п,, п2, • ■ nm, aj, а2, . . ак , Ьх Ь2, . . . Ьг ,

с,. с3, . . . С! ).

Количество символов в слове и количество слов в со­ общении определяются содержанием сообщения. В реальных условиях каждый тип сообщения имеет заранее разработан­ ную структуру, называемую маской.

Все слова сообщения делятся по смыслу на две кате­ гории — слова, выражающие признак объекта (наименова­ ние материала, деталей, процесса и т. д.), и слова, выражаю­ щие количество, вес, величину и пр. Обычно отношение при-

45