Вісник НАН України. 2017. № 10. С.63-67
https://doi.org/10.15407/visn2017.10.062
БОЛЬШАКОВ Володимир Іванович —
доктор технічних наук, професор, ректор Придніпровської державної академії будівництва та архітектури
ДУБРОВ Юрій Ісайович —
доктор технічних наук, професор кафедри матеріалознавства та обробки матеріалів Придніпровської державної академії будівництва та архітектури
ШЛЯХИ ІДЕНТИФІКАЦІЇ антропоморфнИХ СИСТЕМ
У статті розглянуто особливості, загальні для більшості антропоморфних систем, які зумовлюють їх виживання. Наведено приклад конкретного застосування антропоморфної системи, в якій виживання — це адекватний вибір основного критерію з безлічі альтернативних.
Ключові слова: антропоморфна система, складна система, функція виживання, область компромісу, область самоподібності, визначальний параметр.
Більша частина створюваних людиною систем, як правило, реалізує антропоморфний принцип, який наближено відтворює ті чи інші функції людського організму. Функції включають цілепокладання, планування ресурсів, побудову стратегії досягнення цілей тощо [1–3].
Оскільки ці принципи відтворюють функції людського організму, виживання є визначальним параметром антропоморфних систем.
Інтелектуальна складова антропоморфної системи проявляється переважно в її багатокритеріальності, яка ініціює вибір на кожному етапі функціонування основного критерію з безлічі альтернативних шляхів, що знаходяться в межах обмежень [2, 5]. Вибір основного критерію, як правило, полягає в дослідженнях моделей, у яких виживання є визначальним параметром, що сприяє визначенню помилкових варіантів вибору. Виживання традиційно моделює настання одиничних і одноразових термінальних подій. При цьому об’єкт дослідження S описується такою функцією: S(t) = P(T > t),), де t — час, упродовж якого проводилося спостереження за сукупністю T, що є випадковою величиною, яка позначає момент «залишання» об’єктом S сукупності Т, а Р — ймовірність «смерті» в заданому часовому інтервалі. Функція виживання описує таким чином імовірність загибелі об’єкта S через певний час після моменту t.
Припускають, що S(0) = 1, хоча це значення може бути і меншим за 1, якщо існує ймовірність негайної невдачі. Після чого функція виживання набуває вигляду S(u) ≤ S(t). Ця особливість випливає з того, що умова T > u означає, що T > t. Тут мається на увазі, що виживання для більш пізнього періоду можливе тільки після виживання в більш ранньому періоді. Припускають, що функція виживання S(t) ® 0 при нескінченному зростанні змінної часу (t ® ¥).
Така формалізація дозволяє навести конкретний приклад функціонування антропоморфної системи.
З цією метою приймаємо, що вибір основного критерію на кожному етапі функціонування антропоморфної системи є першочерговою задачею, яку розв’язують, як правило, шляхом прогнозування[1, 6].
Як показано на рисунку, обмеження, що накладаються на альтернативні критерії антропоморфної системи, утворюють у просторі її станів багатогранник, який представляє область компромісу критеріїв [7]. Приймаємо, що вибір на кожному етапі функціонування антропоморфної системи будь-якого критерію за межами області компромісу призводить до її загибелі. Залежно від уподобань до критеріїв антропоморфна система вибирає точку в об’ємі багатогранника, здійснюючи тим самим визначення основного критерію.
Наведемо реальний приклад ідентифікації антропоморфної системи — об’єкта S, функція виживання якого S(u) ≤ S(t). Ця особливість випливає з умови T > t.
Така антропоморфна система створювалася для керування технологією, в якій необхідно було вирішувати проблему оперативного оцінювання якості масивних металевих виливків, зокрема прокатних валків. Аналіз традиційних методів прогнозу якості, в тому числі неруйнівного контролю, кількісної металографії, аналізу математичних моделей, засвідчив що ці методи досить затратні і нерідко приводять до результатів, які не відповідають вимогам нормативних документів. Останнє пов’язане з тим, що реалізація найочевиднішого детермінованого підходу, який застосовують для прогнозу механічних властивостей валків, неможлива, оскільки технологія їх виробництва є багатопараметричною і багатокритеріальною [8, 9]. До того ж, на якість матеріалу валків значною мірою впливає велика кількість взаємопов’язаних між собою параметрів технології (хімічний склад, легуючі елементи, умови охолодження та ін.). Незначна зміна хоча б кількох параметрів може істотно змінювати властивості металу у відносно широкому діапазоні. Завдання з прогнозування показників якості цільового продукту ускладнюється ще й тим, що за своєю фізичною природою деякі критерії якості часто суперечать один одному в тому сенсі, що, поліпшуючи один критерій, ми нерідко погіршуємо деякі інші. Початкові значення критеріїв визначає замовник. У виробничих умовах валки вибирали з чавуну типу СПХН (леговані чавунні валки з пластинчастим графітом) складу 2,4–3,85% С; 0,2–1,8% Si; 0,1–0,9% Mn; 0,05–0,4% P; 0,05–0,4% S; 0,1–0,8% Cr; 0,2–1,2% Ni.