Труды КНЦ вып.3 (ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ вып.1 3/2010(3))

Моделирование В соответствии с методологией IDEF перед нача­ лом моделирования необходимо сформулировать словесное описание проектируемой системы. Основная идея работы системы заключается в том, что параметры производственного процесса являются взаимозависимыми: одни параметры мож­ но считать простыми - их значения фиксируются с помощью датчиков, а другие - комплексные - явля­ ются функциями от простых параметров. Простые параметры, получаемые с помощью датчиков, обра­ зуют базу данных простых параметров. Так как процесс обогащения состоит из множества подпро­ цессов и этапов, то взаимозависимость параметров технологического процесса может приобретать до­ вольно сложную форму. Например, значение просто­ го параметра одного этапа процесса зависит от зна­ чения комплексного параметра предыдущего этапа. Будем называть эти взаимозависимости аналитиче­ скими функциями. Некоторые аналитические функ­ ции можно вывести теоретически, а остальные - только эмпирическим путём. База данных аналити­ ческих функций и их предельных значений для всех совокупностей наблюдаемых параметров образуют аналитическую базу знаний. Для этих функций мож­ но определить предельные значения, в рамках кото­ рых ход процесса на данном этапе будет считаться нормальным и по отклонению, от которых можно сделать прогноз - вывод о дальнейшем ходе техноло­ гического процесса. Зависимости между отклоне­ ниями значений аналитических функций и значе­ ниями других параметров производственного про­ цесса также частично могут быть предсказаны теоре­ тически, а в остальных случаях - получены эмпири­ чески. Совокупность этих зависимостей образует про­ гностическую базу знаний. Если в результате прогно­ зирования становится ясно, что в ходе технологическо­ го процесса ожидаются отклонения, то должно быть найдено решение (набор управляющих команд), воз­ вращающее ход процесса в нормальное русло. Каж­ дому прогнозу можно поставить в соответствие оп­ ределенное решение. Совокупность прогнозов, кото­ рым поставлено в соответствие решение, назовём базой знаний решений. Некоторые соответствия про­ гнозов и решений могут быть выведены теоретиче­ ски, а остальные должны быть получены эмпириче­ ским путём по результатам анализа различных ре­ альных ситуаций на производстве и методов их ре­ шения. Для осуществления мониторинга хода технологи­ ческого процесса и управления им в упреждающем режиме моделируемая система реализует следующие этапы: 1. Регулярно обращается к базе данных простых параметров и выбирает из неё параметры группами, соответствующими наблюдаемым комплексным параметрам. 2. Определяет соответствующую наблюдаемому комплексному параметру аналитическую функцию и по её значению прогнозирует дальнейший ход технологического процесса. 3. На основании прогноза подготавливает решение: управляющие команды либо уведомление оператору о необходимости его вмешательства в ход процесса. После словесного описания функционала систе­ мы перейдём к непосредственному описанию моде­ ли. Начнём с модели IDEF 0, как с более общей, и будем, при необходимости, расширять её моделями IDEF 3 и DFD [2]. На самом верхнем уровне (контекстный блок диа­ граммы IDEF-0) проектируемая система моделирует­ ся как «чёрный ящик», на вход которого подаются значения параметров производственного процесса, и на выходе, с помощью аналитического алгоритма и под управлением правил анализа, получаются управ­ ляющие команды, или подается сигнал оператору. Контекстный блок изображён на рис. 1. Рис.1. Контекстная диаграмма 140