Интеллектуализация управления стохастическими объектами на основе нечеткой ситуационной сети принятия решений

• Автор: Кочегаров, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 198 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Проблематика управления стохастическими объектами в условиях неопределенности

1.1. Математические методы управления стохастическими ^ объектами в условиях неопределенности
1.2. Информационные технологии поддержки процессов принятия ^ управленческих решений
1.3. Системный анализ производства оптоволоконного кабеля как стохастического объекта управления

1.4. Цель работы и задачи исследования

2. Моделирование процессов принятия управленческих решений в условиях неконтролируемых источников возмущений
2.1. Структура и состав системы интеллектуализации управления 43 стохастическими объектами
2.2. Формализованное описание процесса управления в условиях стохастического производства оптоволоконного кабеля
2.3. Нечеткие модели управления стохастическими объектами
2.4. Интеллектуализация производственной модели принятия

решении на основе нечеткой ситуационной сети
Выводы
3. Алгоритмизация управления стохастическим производством оптоволоконного кабеля
3.1. Алгоритм процесса управления в условиях стохастического производства оптоволоконного кабеля
3.2. Построение функций принадлежности методом попарных сравнений
3.3. Модели управления стохастическим производством оптоволоконного кабеля на основе аппарата нечеткой логики
3.4 Реализация метода ситуационного управления в рамках нечеткой модели принятия решений
3.5. Построение нечеткой ситуационной сети на основе эталонных решений
Выводы
4. Программное обеспечение моделей и алгоритмов управления стохастическим производством оптоволоконного кабеля
4.1. Структура программного комплекса
4.2. Пользовательский интерфейс
4.3. Алгоритмы принятия решений
Заключение
Библиографический список
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3

Введение
Актуальность темы. В современных условиях существенно повышаются требования к качеству процессов принятия решений в рамках систем управления сложными объектами, характер функционирования которых является принципиально вероятностным, что обусловлено наличием большого числа, как внутренних, так и внешних неконтролируемых источников возмущения. К данному классу объектов, в том числе относится производство оптоволоконного кабеля, производственные объекты химической промышлености, металлургические производства и т.д.
Специфика стохастических объектов управления, кроме того связана с неоднородностью циркулирующих информационных потоков, многокритериаль-ностью процесса принятия управленческих решений, высокой динамикой показателей качества и эффективности функционирования, а также факторами неопределенности, имеющими не только стохастический характер, но и характер нечеткости.
Все это ограничивает возможность использования в этой области, как строгих аналитических моделей, так и аппарата теории вероятностей и математической статистики. Альтернативой здесь является реализация систем управления, основанных на нечетких моделях принятия решений. Методология нечеткого моделирования базируется на экспертном способе формирования нечеткой информации, и положительно зарекомендовала себя в различных предметных областях, как аппарат интеллектуальной поддержки при принятии управленческих решений в технических, экономических, медицинских и социальных системах. Необходимость использования нечеткого подхода возникает в следующих ситуациях: во-первых, когда объект управления с точки зрения математического описания, сложен настолько, что его модель в традиционном понимании построить не представляется возможным; во вторых, когда модель существует, но для её машинной реализации требуется значительные вычислительные ресурсы.
Теоретической проработке вопросов нечеткого моделирования посвящены научные работы Т.Тегано, К. Asai, М. Sugeno, L. A. Zadeh, H.J.Zimmermann, О. Cordon, В.В. Борисова, В.В.Круглова, Н.Г. Ярункина и др. Полученные результаты являются основой проведения дальнейших прикладных исследований.
Нечеткие модели представляют собой модели реальных объектов управления со сложным сочетанием и определенным множеством входных и выходных переменных, формализация связей и зависимостей между которыми осуществляется на качественном уровне в форме продукционных правил.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью дальнейшего повышения качества управления сложными стохастическими объектами, функционирующими в условиях неопределённости, имеющей нечеткий характер, за счет совершенствования моделей и алгоритмов интеллектуальной поддержки процессов принятия решений.
Диссертационная работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете и соответствует одному из научных направлений «Вычислительные комплексы и проблемно - ориентированные системы управления»
Цель исследования. Целью диссертационной работы является разработка моделей и алгоритмов интеллектуализации процессов принятия решений, ориентированных на повышение качества управления сложными стохастическими объектами, функционирующими в условиях неопределенности, имеющей нечетких характер.
Задачи исследования. Для реализации данной цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи:
- с системных позиций осуществить анализ основных видов неконтролируемого взаимодействия параметров, целенаправленное воздействия на которые существенно влияет на эффективность управления стохастическими объектами;
- разработать формализованное описание процесса принятия решений, учитывающего неопределенный характер источников внутренних и внешних возмущений;
-разработать нечеткую сетевую модель типовых производственных ситуаций, реализующую соответствующий набор оптимальных управляющих решений;
- разработать модель принятия решений в условиях нечеткой зависимости между входными и выходными параметрами объекта управления, а также процедуру идентификации альтернативных состояний объекта управления в процессе принятия управленческих решений;
- разработать программное обеспечение моделей и алгоритмов интеллектуализации принятия управленческих решений на основе аппарата нечеткой логики.
Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, теории графов, теории моделирования, теории нечетких множеств, теории управления, нечеткой логики.
Объектом исследования - являются стохастические объекты управления, функционирующие в условиях неопределённости, имеющей нечетких характер.
Предмет исследования - математические модели и алгоритмы принятия управленческих решений на основе реализации аппарата нечеткой логики.

Рис. 1.3.4. Схема технологического процесса окраски оптического волокна
В процессе проверки прочности волокна натяжением обычно регистрируется диаметр оптического волокна, и все дефекты отмечаются или немедленно отбраковываются. Этот процесс осуществляется высокочувствительными бесконтактными измерительными головками.
ОГС 40. Изготовление оптического модуля
Вторым этапом технологического процесса производства оптического кабеля является изготовление оптического модуля на линии ОРС-40. Катушки с окрашенным оптическим волокном устанавливаются на активные отдатчики. Отдатчики оборудованы прецизионными устройствами и устройством обратной связи с линией, что позволяет обеспечивать стабильность заданной избыточности волокна в модуле.
Линия по изготовлению оптического модуля снабжена специальными датчиками, тремя ваннами охлаждения, благодаря чему можно получить модуль с заданными характеристиками.
Параметры работы отдающего устройства имеют очень большое значение для стабильности процесса наложения вторичного покрытия. Натяжение катушек обеспечивается за счет пневматически управляемого рычага компенсатора, в который волокно заправляется двумя петлями. Натяжение компенсатора можно регулировать от системы управления линии