Системний аналіз об’єктів управління технологічними процесами

При дослідженні технологічних процесів з позицій задач управління використовуються основні прийоми системного аналізу (системного підходу):

• системна постановка задачі дослідження;

• вибір критеріїв якості;

• розробка плану експерименту з виділенням основних етапів;

• додержання принципу ієрархії «зверху – вниз» при аналізі, та «знизу – вверх» при синтезі складних систем.

З позицій системного аналізу розв'язуються задачі моделювання, оптимізації, управління та оптимального проектування технологічних систем (ТС) в масштабах технологічного комплексу (ТК), відділення, цеху, заводу. Для цього використовуються відповідні математичні моделі.

Умовно неподільною одиницею ТК є технологічний процес (ТП) - нижчий рівень ієрархії виробництва. В той же час можлива подальша деталізація цих одиниць до рівня фізико-хімічних ефектів та явищ, що дозволяє, в свою чергу, розглядати окремий технологічний процес як складну систему. Важливо розуміти, що одиничний технологічний процес із його складним комплексом фізико-хімічних явищ - типова складна система в сенсі її класичного кібернетичного визначення. Рівень складності цієї системи визначається:

• кількістю і різноманіттям фізико-хімічних ефектів, а також складністю їх

описання;

• насиченням взаємних зв'язків між цими ефектами;

• одночасним протіканням та взаємозв'язками між різними процесами фізико-хімічної природи в локальних об'ємах;

• нелінійним характером зв’язків між змінними параметрами в середині ТС, а, також, між ТС і іншими системами. При системному аналізі виробництва (підприємства) як складної системи виділяють, як правило, три рівні:

• типові технологічні процеси в апаратурному оформленні (механічні, гідродинамічні, тепло-масообміні, дифузійні, хімічні і т.д.) та локальні системи управління ними;

• ТК, відділення, цехи з відповідними системами управління;

• виробництво, підприємство та системи оперативного управління, організації виробництва, планування, матеріально-технічного постачання, реалізації продукції.

Кожен типовий процес як одиниця нижчого рівня ієрархії формалізується як фізико-хімічна система (ФХС) - багатофазне багатокомпонентне суцільне середовище, розподілене в просторі та змінне в часі, в кожній точці якого та на границі розділення фаз відбувається перенос речовини, енергії та імпульсу при наявності їх джерел і/або стоків.

Застосування методології системного аналізу до створення
складних систем управління.

Методологія – це сукупність прийомів дослідження. Системний підхід при створенні складних структур управління проявляється в наступному:

1. Будь-яка система на першому етапі розглядається з урахуванням лише формальних зв'язків між різними факторами та характером їх зміни під впливом зовнішніх умов. Теорія систем своїм об'єктом досліджень має не фізичну реальність, а загальні властивості та зв'язки між різними факторами. При зростанні складності СУ для їх аналізу та синтезу необхідно застосовувати знання з різних наук.

2. Система завжди досліджується в умовах невизначеності (мети, характеристик зовнішнього середовища та поведінки оператора). Важливо забезпечити в системі адаптацію та можливість розвитку.

3. Складність систем управління, їх інформаційна потужність вимагає залучення деяких спеціальних прийомів, наприклад, декомпозиції та агрегування.

4. У складних системах управління (ССУ) завжди використовуються структурні перетворення.

5. При застосуванні системного аналізу для дослідження і моделювання реальних складних систем повинні використовуватись терміни, методи, поняття та прийоми, які є зрозумілими для інших наукових дисциплін (системні та предметні аналітики і розробники повинні спілкуватись спільною мовою).

6. В теорії систем застосовуються уніфіковані поняття, які дають можливість охарактеризувати як систему будь-якої складності, так і будь-яку її частину.