его реализации. В указанных условиях создаваемая система не может быть адекватно описана математической моделью, оптимальной в одноцелевой постановке.
При многоцелевом подходе неопределенные факторы условно делят на два типа – устранимых и неустранимых.
При устранимых неопределенностях создание системы, оптимальной в многоцелевой постановке, должно осуществляться с помощью итеративной последовательности адаптивных действий, поэтапно уменьшающих исходную неопределенность модели. К этому типу относятся, например, неопределенности, связанные с недостаточной формализацией моделей облика системы, и показателя эффективности.
При неустранимых неопределенностях создание системы, оптимальной в многоцелевой постановке, может адекватно осуществляться лишь моделями оптимизации показателей эффективности по критерию объединенных операций. К такому типу неопределенностей относятся, в частности, некоторые факторы, описывающие текущие условия использования системы.
В-третьих, в одноцелевой модели (2.1) выбираются оптимальные параметры одной системы, предназначенной для решения конкретного задания. Потребность же выполнения множества рыночных заданий с помощью создаваемых систем, используемых как самостоятельно, так и в комплексе с другими системами, приводит к необходимости создания системы (ряда) функциональных блоков (модулей) системы.
Общей особенностью формирования такой системы унифицированных модулей является применение их в составе систем различного назначения, эффективное сочетание которых определяет качество решения комплекса рыночных задач (выполнения рыночных заданий). Создание каждого модуля необходимо осуществлять с учетом:
• согласования каждого модуля (или немодульного блока) с соседними функциональными модулями (блоками) системы;
• совместимости отдельных систем при комплексном их использовании;
• признаков подобия и специфических отличий систем, предназначенных для решения различных рыночных задач (заданий).
Поскольку возможности различных систем (SI, S2, S3….), а в ряде случаев и функциональных модулей систем, частично дублируют друг друга, то возникают альтернативные области (рис. 11.16), для выполнения рыночных заданий в которых возможно применение двух или более типов блоков одинакового функционального назначения. При этом рынок решает проблему распределения заданий из альтернативной области между конкурентоспособными системами и их элементами. В результате рынком формируется (определяется) область использования и объем спроса на каждую создаваемую систему. Моделирование каждого такого взаимодействия (сочетания) элементов системы требует разработки специальных математических моделей на основе распределительных задач.
Рис. 11.16.
Таким образом, одной из главных особенностей процесса создания системы, оптимальной в многоцелевой постановке, является недостаточная адекватность операторов, описывающих облик системы в одноцелевой постановке, условия ее применения и определяющих значение показателя эффективности, реальным целям создания и условиям функционирования систем. В частности, одноцелевая постановка задачи создания оптимальной системы подразумевает наличие лишь устранимых неопределенностей. При многоцелевом же подходе наряду с устранимыми неопределенными факторами сохраняется и группа неустранимых.
Если при устранимых неопределенностях создание базовой системы должно осуществляться с помощью итеративной последовательности адаптивных действий, поэтапно уменьшающих исходную неопределенность модели, то при неустранимых неопределенностях оптимизация системы может адекватно осуществляться лишь моделями оптимизации показателей эффективности по критерию объединенных операций.
Наличие обеих групп неопределенностей в задаче создания системы, оптимальной в многоцелевой постановке, требует применения обоих подходов.
Следовательно, при создании системы, оптимальной на всем реальном многообразии состояний условий применения, одним из главных путей повышения адекватности моделей систем и эффективности самих систем является определение рационального сочетания свойств универсальности и специализации, которые продиктованы стремлением снизить количество типов систем (а точнее элементов систем) с целью снижения затрат на их создание и эксплуатацию, с одной стороны, и повысить эффективность выполнения каждого задания, описывающего конкретное состояние условий применения – с другой.
Эффективное решение с помощью системы совокупности определенных рыночных задач на всем многообразии условий применения целесообразно осуществлять на основе системы унифицированных блоков (модулей). Общей особенностью формирования такой системы унифицированных модулей и является применение их в составе систем, решающих совокупность задач в интересах различных рыночных потребностей.
Модульный характер создаваемых систем при стремлении производителей снизить затраты на производство в рамках унификации, в свою очередь неизменно сталкивается с еще одним – главным ограничением любого производства – технологическим. Развитие технологий создания микросистем как модулей для последующего создания систем различных типов и решаемых задач неизменно приходит к ограничению на уровне физического (теоретического) предела. В этих условиях модульное конструирование различных систем будет базироваться на технологии квантового копирования. Чем большее число производственных технологий достигнет своего физического предела, тем быстрее технология квантового копирования осуществит переход из класса базовых технологий в класс универсальных технологий, который с течением времени может остаться единственным технологическим классом.
11.5.3. Описание математической модели создания многоцелевой продукции
В предыдущих исследованиях отмечалось, что отличительной особенностью использования подавляющего большинства видов материальной продукции среднего и длительного периода пользования (как результатов труда человека) является многообразие целей и условий их применения, многовариантность структурных (архитектурных) решений, а также комплексов, в которых они используются. Но множественность характерна также и для технологического процесса создания конечной продукции (неопределенность исходных данных, неточность используемых моделей, многовариантность возможных при создании продукции конструктивных и алгоритмических решений). Эти факторы приводят к необходимости исследования задачи создания продукции, оптимальной в многоцелевой постановке, с точки зрения теоретико-множественного подхода. Одним из таких подходов является разработка математической модели многоэлементной многоцелевой продукции. Отметим, что подобным подходом может быть описана и комплексированная продукция, содержащая различные типы подсистем.
Для формирования математической модели многоцелевой продукции модульного типа определим понятийный аппарат и его техническую интерпретацию.
В предполагаемой модели, в отличие от одноцелевой модели f(v, y, yv, u(t)), где эффективность f выполнения единичного задания v охарактеризуем функционалом от векторов управления u(t), параметров настройки yv, а также параметров задания v и продукции у. В качестве неуправляемых факторов (исходных данных) рассматривается не единичное задание v, а некоторое их множество V, описывающее объединенную единой целью совокупность заданий создания и использования продукции (процесс унификации).
Элементами множества V являются задания v Є V, каждое из которых аналогично заданию, рассмотренному в одноцелевой постановке.
Множество выполняемых заданий может быть как континуальным, описывая в многомерном пространстве ограниченную область с границей Г(V), так и дискретным, в котором заданиями для системы является совокупность отдельных заданий {vi}, i = 1….,n. Аналогичные множества можно выделить и для блоков (модулей) продукции. Эти множества представляют собой совокупность функциональных заданий модулей системы, необходимых для решения продукцией единичного задания v либо множества V заданий, самостоятельно или в качестве канала комплексированной (интегрированной) системы.
Множество заданий V, формулируемое путем моделирования многообразия ситуаций применения различной продукции, предполагается известным до начала создания продукции, но при этом степень точности и достоверности информации о характеристиках единичных заданий v Є V может быть различной.
В случае полной информации множество V определяется следующей совокупностью данных:
• всеми возможными значениями параметров единичных заданий;
• функцией частоты появления единичных заданий;
• функциями композиции (объединения и дробления) заданий. Частота появления единичных заданий, описанная на множестве
