МоделЬ контроля качества подготовки оператора системы управления промышленным предприятием Садердинов Р. А

скачать МоделЬ контроля качества подготовки оператора системы управления промышленным предприятием Садердинов Р.А. Научный руководитель: д.т.н., проф. Башмаков И.А. Московский энергетический институт (технический университет) ENTERPRISE RESOURCE PLANNING SYSTEM OPERATOR TRAINING QUALITY CONTROL MODEL Saderdinov R.A. Supervisor: doctor of technical sciences, Professor Bashmakov I.A. Moscow power engineering institute (technical university) renat@mecomp.ru Аннотация Рассматривается модель обеспечения надежности системы управления промышленным предприятием (СУПП), включающая две составляющие: влияние человека–оператора и влияние технического качества аппаратуры на искомые характеристики надежности. Совместное использование этих составляющих обеспечивает комплексное оценивание показателей надежности СУПП и позволяет снизить удельную стоимость владения инфраструктурой предприятия при её оптимальном конфигурировании и оптимальном выборе её параметров по критерию минимума стоимости при ограничении по требуемой надежности. Исследуется математическая модель контроля качества подготовки оператора системы управления промышленным предприятием. Abstract The reliability providing model of enterprise resource planning system, composed of two components: operator and technical quality is considered. Joint use of these factors provides complex evaluation of reliability rate and makes it possible to decrease specific cost of ownership of enterprise infrastructure while having optimum values of parameter set. Enterprise resource planning system operator training quality control model is analyzed. Несмотря на широкое применение СУПП, роль человека в управлении сложными информационными системами и в обеспечении их надежной работы остается решающей. Человек является неотъемлемым звеном СУПП, без учета влияния которого любые модели функционирования СУПП не могут в адекватной форме отражать существенные качества системы, такие как надежность, восстанавливаемость, экономичность, эффективность эксплуатации и т.п. Известно, что уровень теоретической и практической подготовки человека–оператора СУПП в значительной степени определяет надежность и безопасность ее функционирования. Однако пока еще не имеется достаточно простых и лишенных субъективизма методов количественного оценивания надежности СУПП, управляемой человеком [1-9]. Для разработки такого метода необходимо в рамках единого, целенаправленного процесса функционирования СУПП создать модель человека-оператора и модель надежности управляемой им СУПП и рассматривать их совместное влияние на достижения цели операции. Поэтому построение модели оценивания успешной работы СУПП (ее называют также – безаварийной работой) разделим на два этапа: этап построения модели человека-оператора и этап построения модели надежности системы, управляемой оператором. Модель надежности системы «человек-машина» должна содержать две составляющие: одна из них отражает влияние человека–оператора, а вторая – влияние технического качества СУПП на искомые характеристики надежности. Каждая составляющая этой модели обладает присущими ей специфическими особенностями. Оценивание показателей качества «человека-оператора» и «машины», оказывающих влияние на показатели надежности СУПП, представляется целесообразным рассматривать как две самостоятельные задачи. Поэтому для построения модели надежности СУПП разработана модель для оценивания влияния оператора на показатели надежности системы «человек-машина» и модель оценивания влияния технического качества и условий эксплуатации системы на показатели ее надежности. Совместное использование этих моделей должно обеспечит комплексное оценивание показателей надежности СУПП. Примем следующие допущения: 1. Информационной основой каждого блока системы обучения является информационная оболочка, т.е. совокупность баз знаний, которые составляют методическое и научное содержание блока. В процессе обучения информационная оболочка трансформируется (отображается) и может иметь вид матрицы теоретических тестов (заданий или вопросов), предъявляемых оператору, а также вид матрицы тестов (заданий или вопросов) по практическим навыкам. Будем считать, что в матрице Т ее элемент ij представляет собой оценку в баллах трудности решения задачи по освоению (i,j)-позиции учебного плана ((i,j)- задачи). При этом может быть назначена общая шкала, например, десятибалльная, для нахождения значений ij. Матрица П  (ij) умений формируется по той же схеме, что и матрица Т  (ij) знаний. Процесс обучения представляет преобразование (отображение) передаваемой информации в освоенную информацию: (Т,П) ( Тo,Пo) или пару отображений: Т(ij)Тo(тij) и П(ij)Пo(пij). На величину оценки оказывают влияние многие как объективные, так и субъективные факторы (а не только уровень знаний), в том числе состояние здоровья оператора, погода, умение ориентироваться в обстановке, умение найти главное звено ответа при дефиците времени, состояние экзаменатора или форма вопроса, если экзамен компьютерный, т.д. и т.п. Поэтому оценки знаний и практических навыков имеют как не случайную составляющую, так и случайную. В целом величину оценки следует рассматривать как случайную (практика работы операторов СУПП подтверждает этот вывод). Отображение Т  (ij)Тo характеризует в общей форме процесс обучения и демонстрации своих знаний по теоретическим основам учебного плана по данному учебному блоку. Этот процесс весьма сложен, и может быть описан только приближенно. Одна из его особенностей связана с тем, что многие, а иногда и все (i,j)-задачи, оказываются связанными между собой по содержанию: ответ на один вопрос предполагает достаточные знания по многим другим. Одной из преимуществ матричного описания процесса обучения оператора СУПП является возможность учета взаимосвязи различных разделов изучаемых учебных дисциплин (разделов). Вероятно, не существует никакой другой математической модели, которая бы в такой весьма простой форме позволила бы решить данную задачу. Из теории систем известно, что композиция линейных преобразований описывается операцией умножения. Это означает, что отображение Т(ij)Тo может быть описано не только в общей форме, но и вполне конкретно: . Т - матрица учебного плана (матрица задания) по теоретическим основам данного учебного блока, а Тo- матрица ответов оператора. Дополнительно к Т и Тo введена матрица Ao, характеризующая процесс преобразования Т(ij)Тo. При этом матрица Ao в общем случае для каждого оператора специфична: она зависит от его теоретической подготовки, скорости реакции на внешнее воздействие, скорости осознания сущности задачи, от навыков принятия решений и т.д. Элементы ij матрицы Ao(ij) будем называть интенсивностями ответов оператора. Для Ao используем также термин: матрица теоретической подготовки оператора. Если задать матрицу учебного плана в форме Т(ij), то в идеальном случае, когда матрица AoI - совпадает с единичной, получаем ТoТ, т.е. все ответы совпадают с максимально возможными баллами: тijij. В процессе опроса оператора при его обучении для одного и того же учебного плана Т предусматриваются несколько вариантов его заданий Т()(ij()) одной и той же категории сложности. Поэтому при нескольких циклах обучения варианты Т() заданий отличаются от цикла к циклу, хотя категория сложности учебного плана Т сохраняется. Сама же по себе категория сложности может характеризоваться, например, тем, что общая сумма баллов сложности по разделам и темам остается в каждом цикле одинаковой: i . Здесь i- суммарная сложность (в баллах) i-ой темы задания Т. В матричной форме последнее соотношение запишем так: (1 1...1)Т()  (1 2 ...n). Рассмотрим соотношение ТoAoТ и запишем его для каждого -го цикла обучения по плану Т. В результате получим систему матричных уравнений Т()оAoТ(), 1,...,N Здесь N - общее число циклов Т()Т()о обучения по плану Т. При этом матрица Ao подготовки оператора не известна и подлежит оцениванию по матрицам Т()о ответов оператора и задаваемым вариантам Т() матрицы учебного плана Т. До проведения опыта номер варианта задания может выбираться случайно - с помощью датчика равномерно распределенных целых чисел из множества {1,...,N}. Система уравнений с неизвестной матрицей Ao может быть записана в виде одного матричного уравнения: Fo  AoG, где Fo , G  . Матрицы F и G являются блочными, так как их элементы в свою очередь являются матрицами. Теперь задачу можно сформулировать в точной форме: по исходным данным Т() , Тo(), полученным в N циклах Т()Тo() обучения, требуется в результате решения матричной системы уравнений найти оценку для матрицы Ao подготовки оператора СУПП. Для решения этой задачи воспользуемся методом наименьших квадратов (МНК). Таким образом, выражение То AoT представляет собой математическую модель преобразования потоков информации в процессе обучения оператора СУПП. В матричной форме модель Тo AoT выражает взаимосвязь между матрицей Т учебного плана и матрицей Тo ответов оператора, где Ao- матрица его подготовки. Эта модель позволяет осуществить учет взаимовлияния различных разделов и различных тем учебного плана на качество его усвоения оператором в процессе обучения. Оценки элементов ij матрицы Ao (ij) подготовки оператора, учитывающие специфику рассматриваемой задачи, в первом приближении, могут быть найдены по формуле =FoG+, где G и Fo - блочные матрицы, содержащие варианты задания Т и соответствующие варианты ответов Тo , а G+- псевдообратная матрица для G. Итак, в данном докладе была рассмотрена модель обеспечения надежности СУПП, и исследована математическая модель контроля качества подготовки оператора системы управления промышленным предприятием. Литература 1. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. - М: Наука, 1965. 2. ГОСТ 27.002-83. Надежность в технике. Термины и определения. - М.: Государственный комитет по стандартам. 1983. 3. Дедков В.К. Прогнозирование надежности.// Сборник трудов СИП РИА №6. –1998. – С 30-36. 4. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. - М.: Энергия, 1977. 5. Дедков В.К. Математические модели случайных процессов в задачах прогнозирования надежности. //Двойные технологии – 2000. - №1. – С. 51-56. 6. В.П. Климанов «Разработка математических моделей и анализ эффективности вычислительных систем», Москва, МЭИ, 1992г. 7. «Автоматизированные системы управления предприятиями» Методическое пособие, Москва, Энергия, 1978г. 8. В. Мельников «Защита информации в компьютерных системах», Москва, Финансы и статистика, 1997г. 9. Н.М. Тищенко «Введение в проектирование систем управления», Москва, Энергоатомиздат, 1986г. Скачать 70,74 Kb. оставить комментарий Дата 29.09.2011 Размер 70,74 Kb. Тип Документы, Образовательные материалы