Идентификация объекта автоматизации на этапе
проектирования реальной системы
автоматического управления: общие представления
К.С. Гинсберг,
с.н.с, к.т.н., доц., ginsberg@mail.ru,
ИПУ РАН, г. Москва
Изложены общие
представления об идентификации объекта автоматизации на этапе проектирования
реальной системы автоматического управления. Идентификация рассматривается как
системный объект, содержащий большое число качественно различных процессов, и как
значимая компонента всей человеческой деятельности по созданию реальной системы
автоматического управления. Представляется, что эти общие представления
являются именно той основой, развивая и конкретизируя которую можно получить
поведенческие схемы познавательной деятельности субъекта идентификации на этапе
проектирования реальной системы автоматического управления.
The
general representations about identification of object of automation at a
design stage of real automatic control system are stated. Identification is
considered as the systemic object containing the big number of qualitatively
various processes, and as significant component of all human activity on
creation of real automatic control system. It is represented, that this general
representations are that basis, developing and concretizing which it is possible
to receive behavioral schemes of cognitive activity of the subject of
identification at a design stage of real automatic control system.
Введение
Проблема
разработки научных методов решения «задачи идентификации объектов в составе
общей процедуры синтеза САУ» ([1], с. 342)
является особо трудной проблемой для теоретических исследований проблем
идентификации на этапе проектирования. Ее научное решение, по нашему мнению,
сейчас практически невозможно из-за отсутствия необходимых для теоретических
исследований поведенческих схем познавательной деятельности субъекта
идентификации на этапе проектирования реальной САУ. Представляется, что
исследователям данной проблемы, в первую очередь, следует осознать:
·
для решения указанной выше проблемы не надо создавать психологические
модели субъекта идентификации на этапе проектирования;
·
разработку поведенческих схем субъекта идентификации следует осуществлять
с позиций функционального подхода к исследованию реальных систем [2, 3], созданного
в кибернетике и общей теории систем как методологическая основа «метода
моделирования явлений, протекающих в больших и сложных системах» ([2], с. 239);
·
задача построения поведенческих моделей (схем человеческой деятельности)
относится к классу междисциплинарных проблем; на трудность ее решения указано
еще в 1975 году М.А. Айзерманом [4].
В
настоящей работе изложены общие представления об идентификации в целом на этапе
проектирования реальной системы автоматического управления. Идентификация в
целом рассматривается в двух аспектах: как системный объект, содержащий большое
число качественно различных процессов, и как значимая компонента всей человеческой
деятельности по созданию реальной САУ. Представляется, что изложенные общие
представления являются именно той основой, развивая и конкретизируя которую
можно получить поведенческие схемы познавательной деятельности субъекта
идентификации на этапе проектирования реальной САУ.
Поведенческие
схемы необходимы для двух целей. Во-первых, они необходимы исследователям проблем
идентификации для того, чтобы на их основе выделить компоненты познавательной
деятельности субъекта, которые можно автоматизировать, то есть заменить действиями
автоматических систем. Во-вторых, они необходимы субъектам идентификации на
стадии планирования как образец, схема их будущей познавательной деятельности. Если
часть привычной для субъекта деятельности заменяется автоматическим процессом,
то поведенческую схему автоматизируемой деятельности следует дополнить
описанием действий субъекта с новыми автоматическими средствами, а все исходные
ее элементы скорректировать с учетом включаемых в познавательную деятельность
новых автоматических средств.
1. Структурная идентификация как часть поиска адекватной модели объекта
Термин
«структурная идентификация» обычно употребляется в узком и широком смыслах. В
узком смысле структурной идентификацией называют реальный процесс определения
(на основе обработки наблюдаемых входных и выходных сигналов) численных
значений структурных параметров заданного параметрического семейства уравнений.
Это параметрическое семейство конструируется как математическая гипотеза о типе
адекватной (на этапе проектирования) модели объекта. К структурным параметрам
обычно относят буквенные константы параметрического семейства уравнений,
которые интерпретируются как порядок уравнений, размерность или область
допустимых значений векторных параметров. В широком смысле структурной
идентификацией называют реальный итерационный процесс определения (на основе обработки
наблюдаемых входных и выходных сигналов) численных значений структурных
параметров, состоящий из однотипных итераций следующего состава:
·
выбор параметрического семейства уравнений, то есть математической
гипотезы о типе адекватной (на этапе проектирования) модели объекта;
·
определение численных (эмпирических) значений структурных параметров
выбранного семейства уравнений;
·
нахождение модели объекта автоматизации как результата замены в выбранном
семействе уравнений структурных параметров их эмпирическими значениями;
·
определение характеристик найденной модели объекта путем вычисления
значений априори заданных эмпирических показателей функционального подобия модели
объекту;
·
выбор решения «продолжить итерационный процесс», или решения «считать
найденную модель объекта конечным результатом структурной идентификации».
Конечным
результатом структурной идентификации является семейство уравнений, которое не
содержит структурных параметров. Это семейство условимся называть базисной
моделью объекта автоматизации. Слово «базисная» в названии модели употреблено
для того, чтобы непосредственно указать на ее главное свойство. Базисная модель
является основой, базисом для процессов конструирования других более конкретных
математических моделей объекта. Используя ее, можно получить:
·
конкретный вариант приближения к адекватной (для этапа проектирования)
модели объекта автоматизации, и на его основе сконструировать конкретный вариант
математического описания реальной САУ;
·
различные конкретные локально-временные модели объекта автоматизации,
конструируемые средствами реальной САУ в условиях ее нормальной эксплуатации.
Термин
«адекватная модель объекта» здесь и далее употребляется для обозначения
математической модели, на основе которой можно создать реальную САУ, удовлетворяющую
в условиях нормальной эксплуатации всем требованиям технического задания на
проектирование данной системы.
Базисная
модель, как правило, содержит постоянные параметры, то есть буквенные константы,
значения которых (в силу данного им математического определения) должны
оставаться неизменными в условиях нормальной эксплуатации реальной САУ и на
этапе ее проектирования. Поэтому, используя базисную модель и имеющиеся экспериментальные
данные, можно найти эмпирические значения постоянных параметров. Заменяя в
базисной модели эти параметры найденными значениями, получим конкретный вариант
приближения к адекватной модели объекта.
Этот
вариант необходимо тестировать на соответствие его свойств характеристикам
адекватной модели. В лучшем случае субъект идентификации истолкует конкретный
вариант приближения как адекватную модель объекта. Тогда на основе этого
варианта он может начать конструирование макета или прототипа реальной САУ. В
худшем случае субъект примет отрицательное решение, то есть отвергнет полученный
вариант. Тогда необходимо опять запускать структурную идентификацию в узком
смысле, чтобы получить новую базисную модель объекта и новый конкретный вариант
приближения. Новый вариант опять необходимо тестировать на соответствие его
свойств характеристикам адекватной модели. Возможно, субъект снова примет
отрицательное решение и опять придется запускать традиционную структурную идентификацию.
С нашей точки зрения, указанный итерационный процесс должен продолжаться до тех
пор, пока субъект не примет положительного решения, то есть начнет воспринимать
имеющийся вариант приближения как адекватную модель объекта.
Проведенный
анализ позволяет уточнить наше представление о традиционной структурной идентификации.
Интуитивно ясно, что цели, показатели качества и критерии ее эффективности
должны быть согласованы с целями, показателями и критериями поиска адекватной модели
объекта, организуемого субъектом идентификации на этапе проектирования реальной
САУ. Если данное согласование отсутствует, то, весьма вероятно, что
итерационный процесс поиска, есть шанс,
никогда не окончится. Во-вторых, интуитивно ясно, что без рационально организованной
структурной идентификации, вряд ли, можно быстро найти приемлемую модель объекта.
2. Общие требования к конечному результату идентификации
Общие
требования к математической модели,
которую необходимо искать в процессе проектирования реальной САУ, по-видимому,
были ясно осознаны специалистами в начале 70-х годов XX века. Например, в
официальном отчете [5] о 2-м симпозиуме ИФАК «Идентификация и оценивание
параметров процессов» (Прага,
·
«Identification methods can
be judged only by regarding the purpose of application» ([5], p. 195);
·
«It is necessary to
consider the required accuracy of the identification with respect to the final
goal» ([5], p. 195);
·
«As identification is only
a part of a greater task, the accuracy of the identification has to be regarded
in view of the final goal» ([5], p. 194);
·
«The final goal of
identification often is the synthesis of a control system or strategy or the
development of an adaptive control system. But sometimes one is interested only
in the knowledge of the dynamics of a process» ([5], p. 191).
Аналогичные
высказывания имеются у Н.С. Райбмана [6, 7], Л. Льюнга [8] и В.Я. Ротача [9]:
·
«нам необходимо из всех возможных видов описания объекта выбрать такой,
который был бы максимально простым в смысле его реализации и, с другой стороны
давал бы возможность решить поставленную задачу» ([6], с. 286);
·
«Когда речь идет о построении модели с целью создания системы управления
технологическим процессом или использования модели в контуре управления, то это
накладывает определенные требования (на модель – К. Гинсберг), которые
необходимо выполнить...Четко сформулированные цели и требования к системе
управления технологическим процессом и являются той основой, которая должна
быть обеспечена строящейся моделью. Технологический процесс необходимо знать до
такой степени, что бы обеспечить выполнение системой управления предъявленных к
этому объекту требований. Таким образом, модель технологического процесса
должна в первую очередь обеспечить выполнение тех целей, которые перед ним
поставлены» ([7], с. 137);
·
«Процесс создания модели всегда связан с попыткой достижения некоторой
цели. Модель может предназначаться для решения задач проектирования регулятора,
предсказания или имитационного моделирования. Тогда основное подтверждение
будет заключаться в том, чтобы убедится в возможности использования полученной
модели для решения той задачи, ради которого эта модель и строилась. Если
основанный на моделях регулятор определяет удовлетворительное управление
процессом, то модель оказывается «обоснованной», независимо от того, как это
может пониматься формально» ([8], с. 363);
·
«построение таких моделей (то есть моделей объекта – К. Гинсберг) – не
самоцель. Их качество определяется тем, насколько синтезированная по ним система
регулирования сохранит свои оптимальные свойства после установки регулятора на
действительный объект» ([9], с. 18-19);
·
«Пусть по модели объекта построена система управления этим объектом,
оптимальная в заданном смысле (т. е. с точки зрения заданного критерия оптимального
управления)… Очевидно, что модель следует признать удовлетворительной, если
отличие действительного качества работы системы от ожидаемого расчетного
окажется в заданных малых пределах» ([9], с. 37).
В
настоящей работе к указанным суждениям об адекватной модели добавлено только
представление об объективных трудностях опознания этой модели на этапе
проектирования.
3. Идентификация как поиск адекватной модели объекта
В параграфе
1 мы объясняли модельный аспект процессов на этапе проектирования, используя
выражение «поиск адекватной модели объекта». Это выражение будем воспринимать
как вербальную характеристику процессов построения математической модели
объекта на этапе проектирования. Представляется, что все эти процессы являются
элементами определенной системы действий субъекта идентификации, согласованы и
нацелены им на поиск адекватной модели объекта. Каждое действие имеет общие для
всех действий мотивы (отыскание адекватной модели, построение реальной САУ) и
особую цель, достижение которой необходимо для приемлемого приближения к адекватной
модели объекта.
Согласно
классическим общим определениям, идентификация – это построение математической
модели системы, основанное на обработке ее наблюдаемых входных и выходных
сигналов. Учитывая данное определение, а также реальные условия реализации
проектирования САУ, термин «идентификация» будем употреблять как основное
обозначение процесса построения математической модели объекта на этапе
проектирования. Используя этот термин, можно кратко зафиксировать главную характеристику
идентификации: идентификация в целом на этапе проектирования является поиском
адекватной (для этапа проектирования) модели объекта.
Если
желательно указать на системное строение идентификации как системного объекта,
будем употреблять выражение «идентификация в целом». Условимся считать, что это
выражение обозначает тот же процесс построения модели, что и термин «идентификация».
4. Идентификация как компонента общей процедуры синтеза реальной САУ
Имеется
еще одно название процесса построения математической модели на этапе
проектирования. В новом варианте этот процесс называется идентификацией в
составе общей процедуры синтеза реальной САУ. Данное название, в отличие от
других, сосредотачивает наше внимание на фундаментальной идее: идентификацию в
целом на этапе проектирования нельзя полностью автономизировать (обособить), то
есть вычленить из всей человеческой деятельности по созданию реальной САУ и
рассматривать независимо, не потеряв при этом существенных для планирования
идентификации связей. Эта неустранимая системность обусловлена тем, что субъект
идентификации осознанно или интуитивно ориентируется в своей познавательной
деятельности на прямой показатель качества идентификации.
Словосочетание
«общая процедура синтеза реальной САУ» употребляется нами как одно из названий
всей человеческой деятельности по созданию реальной САУ.
5. О прямом показателе качества идентификации
По
нашему мнению, прямым показателем качества идентификации на этапе
проектирования является качество функционирования в режиме нормальной эксплуатации
системы автоматического управления, созданной на основе математической модели,
интерпретируемой как конечный результат идентификации в целом. По-видимому,
первым указал на данный показатель П. Эйкхофф: «представляется логичным оценивать точность
идентификации по результатам
функционирования созданной на основе идентификации объекта системы управления»
([10], с. 37).
Прямой
показатель, по идее, должен характеризовать способность конечного результата
идентификации выполнять все функции адекватной модели. С нашей точки зрения, приемлемыми
измерителями этой способности могут быть процедуры, результаты которых зависят от
отклонения текущего качества функционирования САУ от требуемого, согласно
техническому заданию на проектирование.
Значения
прямого показателя, понимаемого в указанном выше смысле, на этапе
проектирования можно оценить только в определенных, специально организованных
ситуациях. Например, – в режиме опытно промышленной эксплуатации. Поэтому
возникает потребность в разработке косвенных показателей качества идентификации,
помогающих реализовать необходимые процессы идентификации. С нашей точки
зрения, следует ясно различать две проблемы. Проблему конструирования прямого (или
прямых) показателей качества идентификации и проблему разработки косвенных
показателей качества идентификации, в роли которых, в первую очередь, следует использовать
традиционные эмпирические показатели функционального подобия модели объекту.
С
точки зрения планирования идентификации очень важно, как осознает субъект
объективную необходимость
ориентироваться в своей деятельности на прямой показатель. Осознает ли
он эту необходимость непосредственно и рационально как достоверное знание, или
установка на прямой показатель хранится в его сознании в форме «неявного знания»
и осознается только в конкретных проблемных ситуациях.
6. Идентификация как процесс решения задачи идентификации
Еще
одну характеристику идентификации в целом можно выявить, если исследовать
основания, которые субъект идентификации осознает как значимые при планировании
и реализации действий по поиску адекватной модели объекта. В этих основаниях
центральное положение, с нашей точки зрения, имеет особый вид знания, который
мы назовем «задачи идентификации».
Любая
задача, по определению, состоит из двух сортов знания, которые традиционно
обозначаются терминами «условия задачи», «требования задачи». Соответственно
задача идентификации состоит из двух разных частей, которые мы назовем «условия
задачи идентификации» (кратко, условия) и «требования задачи идентификации»
(кратко, требования).
Термины
«задача идентификации», «условия», «требования» будем понимать в широких и
узких смыслах. Термин «условия», понимаемый в самом широком смысле, обозначает
все знание субъекта идентификации о среде (то есть о фрагменте реальности), в
которой предполагается осуществить поиск адекватной модели объекта. В содержании
условий можно выделить шесть видов знания: (1) знание об объекте автоматизации;
(2) знание о методах и средствах построения математической модели объекта; (3) знание
субъекта идентификации о собственных интеллектуальных возможностях; (4) знание
о допустимых в реальности действиях и деятельности; (5) знание о современных требованиях
к описанию, объяснению и обоснованию познавательных действий и деятельности;
(6) знание об отношении к реальности имеющихся у субъекта знаний.
Среди знаний о допустимых действиях и деятельности,
с нашей точки зрения, наиболее значимыми являются эмпирическое знание о реальных
идентификациях, теоретическое знание о возможных в определенных условиях
идентификациях, индивидуальный опыт практической деятельности.
Термин «требования», понимаемый в самом широком
смысле, обозначает все знание субъекта идентификации о желаемых свойствах конечного
результата идентификации в целом. В содержании требований можно выделить два
вида знания: (1) формулировку конечной цели идентификации в целом; (2) знание
признаков математической модели, которая может быть конечным результатом
идентификации в целом.
Представляется, что содержание конечной цели проще
всего выразить с помощью описания идеальной цели идентификации. В этом случае
достаточно предложения «идеальной целью идентификации в целом является отыскание
адекватной модели объекта». Адекватная модель, с нашей точки зрения, является
тем идеалом, к которому субъект идентификации сознательно или интуитивно должен
стремиться. Однако на этапе проектирования ее опознавание связано с
существенными трудностями.
Согласно данному нами определению, использование
адекватной модели объекта осуществляется на этапе проектирования, а ее существенные
признаки можно измерять только на этапе эксплуатации САУ, сконструированной на
основе адекватной модели. Более того,
окончательное суждение, является ли конкретная модель адекватной или нет, можно
сделать только в конце жизненного цикла САУ, сконструированной на основе этой
конкретной модели. Поэтому субъект может только предполагать с различной
степенью уверенности и обоснованности, что исследуемая модель является
адекватной. Все это означает, что выбор модели, на основе которой создается
вводимая в эксплуатацию САУ, всегда совершается в условиях существенной
неопределенности знаний об адекватной модели объекта и характеризуется
неустранимой возможностью совершить ошибку, то есть выбрать неприемлемо
“далекую” от адекватной математическую модель.
Термин «задача идентификации», понимаемый в самом
широком смысле, обозначает систему знания, состоящую из определенных выше
условий и требований. Эта система возникает в сознании субъекта идентификации в
начале процесса проектирования. В ходе проектирования содержание системы
пополняется и изменяется, переходя от первоначально неполного знания к более
полному и адекватному. Поэтому содержание указанной системы знания более точно
выражает название «когнитивная задача идентификации в целом». (кратко,
когнитивная задача). Здесь слово «когнитивная» употребляется в значении «ментальная»,
то есть мысленная.
Субъект идентификации только часть элементов
когнитивной задачи осознает непосредственно, то есть эти элементы легко
поддаются внутренней вербализации и их содержание можно без особого труда
мысленно анализировать, не прибегая к фиксации мыслей с помощью устной и
письменной речи. О таких элементах, пользуясь языком психологии, обычно
говорят, что они находятся в фокусе сознания. Часть элементов когнитивной
задачи поддаются вербализации с помощью внутренней речи только при большой
сосредоточенности на предмете исследования. При этом процесс осознания
приходится повторять каждый раз, когда субъект возвращается к анализу указанных
элементов. Образно говоря, субъекту приходится периодически восстанавливать
мысленный «контакт» с содержанием когнитивной задачи, что не только трудно, но
и требует больших затрат времени. О таких элементах, пользуясь языком
психологии, говорят, что они находятся на периферии сознания.
Часть элементов когнитивной задачи вообще не
поддаются вербализации. Они проявляют себя только в определенных конкретных ситуациях
в виде интеллектуальной интуиции, инсайта. О таких элементах, пользуясь специальной
лексикой, обычно говорят, что они хранятся в сознании в форме «неявного знания».
Указанные трудности с пониманием являются первой,
но не единственной, причиной вынуждающей субъект создавать новый вид задачи
идентификации. Представляется, что субъект нуждается не только во внутреннем
(ментальном), но во внешнем (вербальном) представлении когнитивной задачи. Это
внешнее представление должно быть изложено в форме легко понимаемой не только
субъектом идентификации, но и другими субъектами проектирования САУ.
Традиционно такой формой фиксации мыслей является вербальное знание, созданное
с помощью слов литературного языка и терминов специальной лексики.
Вербальное
знание, которое является внешним представлением когнитивной задачи, обозначим
термином «вербальная задача идентификации в целом» (кратко, вербальная задача).
Основное назначение вербальной задачи – представлять когнитивную задачу в
физической реальности. Чем больше подобия между этими задачами, тем лучше.
Поэтому вербальная задача в силу своего назначения является моделью когнитивной
задачи. И, как для любой эмпирической (содержательной) модели, словам,
выражениям, предложениям и всему тексту вербальной задачи субъект идентификации
осознано или интуитивно приписывает смыслы, которые, с нашей точки зрения, в
основном задаются содержанием когнитивной задачи.
Вербальная задача необходима субъекту не только как
средство личной информационной поддержки, но и как средство коммуникации с
другими субъектами проектирования реального САУ.
В изложенном выше тексте выражение «субъект идентификации»
не обозначает конкретного человека или конкретный коллектив. Речь идет об
идеализированном субъекте идентификации, то есть об абстрактном субъекте, обладающем
наилучшими с определенной точки зрения характеристиками. В настоящей работе мы
мыслим «идеального» субъекта рациональным в современном смысле, нацеленным на
максимально возможное использование языка и аппарата математики, теории
управления. Рациональность субъекта проявляется в стремлении к максимально возможному
обоснованию и аргументированию своих действий, в намерении логически выводить
свои решения из явно сформулированных и интуитивно понимаемых оснований.
Понимая необходимость интуитивных решений, он, тем не менее, всегда ищет их
реальные основания.
Требования вербальной задачи, как минимум, должны
содержать: (1) формулировку конечной цели идентификации в целом, то есть вербализированный
образ желательного результата идентификации в целом; (2) процедуры проверки на
адекватность, то есть процедуры, определяющие соответствие характеристик исследуемой
модели объекта требованиям к желательному результату идентификации в целом.
Условия вербальной задачи, как минимум, должны
содержать: (1) технологическое описание (модель) объекта автоматизации; (2) вербальную
или вербально - графическую схему этапов идентификации в целом.
Вербальная
задача, составленная из указанных условий и требований, слабо нормирует
познавательную деятельность субъекта по планированию идентификации. Субъекту,
например, необходимо самостоятельно придумывать возможное содержание каждого
этапа идентификации, включая конкретные процедуры оперирования математическими
средствами. В условиях острого дефицита времени, отведенного на проектирование
САУ, он чаще всего не в состоянии самостоятельно разработать процедуры
оперирования современными математическими средствами.
Представляется,
что вербальная задача способна стать эффективным средством информационной
поддержки, если ее условия включают концептуальную схему возможной
познавательной деятельности субъекта идентификации. Эта схема, как минимум,
должна содержать набор внешних по отношению к внутреннему миру субъекта характеристик
его возможного познавательного поведения. Поэтому данную схему будем также
называть поведенческой схемой субъекта идентификации (кратко, поведенческой
схемой).
Трудность
создания поведенческой схемы состоит не только в том, что она является
описанием определенной человеческой деятельности. Основная проблема – в другом:
указанная деятельность практически никогда не существует как реальный объект на
момент создания поведенческой схемы, то есть субъект никогда ее не осуществлял.
Поэтому поведенческая схема на момент ее создания является не моделью реальной
деятельности, а образцом, проектом будущей познавательной деятельности субъекта
идентификации. Любой претендент на роль поведенческой схемы, по нашему мнению,
сначала постулируется (интуитивно отталкиваясь от имеющегося знания когнитивных
наук, философии, логики и методологии), а затем принимается в качестве
поведенческой схемы или отвергается в зависимости от уровня его соответствия современному
научному знанию о познавательной деятельности человека.
Дадим
теперь толкование слову «решение», которое употребляется в составе выражения «проблема
разработки научных методов решения “задачи идентификации объектов в составе
общей процедуры синтеза САУ”». Традиционно
это слово имеет два значения (смысла). Во-первых, оно употребляется для
обозначения реального или абстрактного объекта, свойства и отношения которого
точно удовлетворяют требованиям задачи и не противоречат ее условиям. Во-вторых,
это слово обозначает процесс отыскания решения в первом значении. Процесс
отыскания решения также обозначается термином «процесс решения». В указанном
выражении слово «решение», с нашей точки зрения, употребляется во втором
значении, то есть оно обозначает процесс, а не результат процесса. Поэтому, не
теряя смысла, указанное выражение можно заменить, например, словосочетанием «проблема
разработки научных методов организации процесса решения “задачи идентификации
объектов…”». Далее будем предполагать, что планирует и реализует процесс
решения задачи идентификации профессионально обученный специалист или группа
специалистов. Поэтому научные методы решения задачи идентификации должны содержать
три установки: (1) субъектом идентификации является человек; (2) в науке
разрабатываются только методы и средства его информационной поддержки; (3)
методы и средства информационной поддержки создаются с учетом человеческой
природы субъекта идентификации и уровня его профессиональной подготовки.
В
рамках постулированных представлений возникает новая проблема. Какую задачу
идентификации решает субъект: когнитивную или вербальную? Для ответа на этом
вопрос необходимо ввести представление о двух планах решения: внутреннем и
внешнем. С точки зрения внутреннего плана, интуитивно осознаваемого субъектом,
в процессе идентификации решается когнитивная задача, а вербальная задача
служит только средством информационной поддержки, обеспечивая быстрый мысленный
«доступ» субъекта к содержанию когнитивной задачи.
С
точки зрения внешнего плана решения, то есть с точки зрения других участников
проектирования САУ, субъект решает вербальную задачу. Указанное различие между
внутренним и внешним видениями идентификации обусловлено, в первую очередь,
необходимостью взаимодействия субъекта с другими разработчиками САУ. Субъект,
как член группы (коллектива), должен объяснять и обосновывать свои действия,
опираясь на значимые для других членов группы основания, которые в основном содержатся
в вербальной задаче. В рамках теории структурной идентификации необходимо так
разработать базовое знание о когнитивной и вербальной задачах, чтобы субъект
идентификации мог значительно больше «перекачивать» когнитивного знания в
вербальную задачу.
Заключение
В
настоящей работе изложены общие, интегральные представления об идентификации в
целом на этапе проектирования реальной системы автоматического управления.
Идентификация в целом рассматривается в двух аспектах: как системный объект,
содержащий большое число качественно различных процессов, и как значимая компонента
всей человеческой деятельности по созданию реальной САУ. Несмотря на
значительный объем публикации, автору, тем не менее, не удалось с желаемой
подробностью описать все общие характеристики идентификации в целом на этапе
проектирования.
Например,
в работе отсутствует анализ различий между желаемым («идеальным») и реальным
конечными результатами идентификации в целом. Желаемым результатом идентификации,
несомненно, является адекватная модель объекта автоматизации. Именно эту модель
пытается отыскать субъект в процессе идентификации, и именно признаки этой
модели он фиксирует на стадии планирования в требованиях когнитивной и
вербальной задач идентификации. Конечным результатом идентификации на этапе
проектирования является математическая модель объекта, на основе которой
создается математическое описание реальной системы автоматического управления,
вводимой в промышленную эксплуатацию. Эту модель можно, например, назвать
окончательной моделью объекта, если воспользоваться терминологией Л. Льюнга ([8],
с.353). Однако лучше ее обозначить термином «приемлемая модель объекта», понимая
его, в первую очередь, в смысле Р. Акоффа и Ф.Эмери [11]. Субъект, несомненно,
должен воспринимать приемлемую модель как адекватную. Только в этом случае он
может решиться ее использовать для расчета конечного варианта проектируемой
системы. Однако субъект на этапе проектирования практически никогда не будет
иметь такой системы рациональных аргументов, с помощью которой можно установить
абсолютное тождество приемлемой и адекватной моделей. Есть значимое различие в
том, как субъект понимает текущую проблемную ситуацию и тем, что он может
обосновать с помощью рациональных аргументов. Приемлемая модель в силу различных
объективных и субъективных оснований оказывается приемлемой для субъекта проектирования
САУ и заказчика этой системы. В реальных условиях проектирования приемлемая
модель может совпадать с адекватной модели, а может отличаться, есть шанс,
весьма значительно. И это зависит не только от выбранной схемы проектирования (что,
несомненно, является самым значимым фактором), но и от необъяснимых пока
способностей профессиональных субъектов проектирования, которые мы обозначим
терминами «искусство моделирования объектов автоматизации», «искусство
проектирования требуемых, согласно техническому заданию на проектирование,
реальных САУ». Указанное искусство, с нашей точки зрения, основывается на
глубинном, сущностном понимании технологических характеристик автоматизируемого
объекта, большом профессиональном опыте работы со средствами автоматизации,
способности мысленного моделирования будущего реального функционирования проектируемой
САУ.
Центральной
идеей настоящей работы является понимание идентификации на этапе проектирования
как познавательной человеческой деятельности. Все описания реальной
идентификации, ее вербальные образы конструировались нами, исходя из этой идеи.
Однако в работе нигде не указано, что общим признаком идентификации в целом на
этапе проектирования является познавательная человеческая деятельность.
Интуитивно данная характеристика кажется разумной и обоснованной. Однако ее, по
нашему мнению, необходимо сначала рационально обосновать, и только затем вербально
постулировать.
В
работе неполно и очень кратко даны характеристики субъекта идентификации.
Неясно, какие способности человека или коллектива делают их субъектами идентификации?
Как взаимодействуют субъект идентификации и субъект проектирования реальной
САУ? И, наконец, самое главное, в каких формах осуществляется взаимодействие
субъекта идентификации и исследователей проблем идентификации?
Тем
не менее, представляется, что изложенные общие представления являются именно
той основой, развивая и конкретизируя которую можно получить необходимые
поведенческие схемы субъекта идентификации. Общие характеристики идентификации здесь
и далее будем интерпретировать как рамочное знание или как общие требования,
которым должна удовлетворять любая поведенческая схема субъекта идентификации
на этапе проектирования. Соответственно возникает вопрос, как должен
действовать субъект, чтобы его реальная деятельность обладала указанными общими
характеристиками? Или, иными словами, какая должна быть поведенческая схема
субъекта, следуя которой он реализует деятельность, обладающую указанными
общими характеристиками? Этот вопрос не исследуется в настоящей работе.
Автор
рассматривает выбранное им направление исследований как реализацию идей М.А.
Айзермана о необходимости построения реалистических поведенческих моделей
человека или коллектива, отражающих в своих характеристиках подлинные
возможности человека [4]. Например, интерпретация блок-схемы этапов идентификации
как слабо структурированной поведенческой схемы субъекта идентификации возникла
в результате влияния работы [4], с
которой автор ознакомился только в июне 2010 года. Возникновение идеи
построения концептуальной схемы идентификации в виде поведенческой схемы
субъекта идентификации также связано с влиянием этой работы. Совпали также наши
взгляды о необходимости использования знаний психологии и других гуманитарных
дисциплин при конструировании поведенческих моделей (схем). Однако эти мысли
легко высказывать в первой половине XXI века после, как минимум,
25-и лет бурного развития когнитивных наук. И эти же мысли звучат удивительно
пророчески в середине 70-х годов XX века, когда в психологии,
лингвистике и философии только начинали формироваться необходимые для теории идентификации
знания; когда устремления специалистов в области теории автоматического
управления были направлены на совсем другие задачи; когда непосредственное восприятие
знаний гуманитарных наук специалистами другого профиля было практически
невозможно из-за использования в технических и гуманитарных науках трудно совместимых
понятийных систем. Мысли и идеи работы [4], опубликованной в
1.
Ротач В.Я. Теория автоматического управления. М.: Издательский дом МЭИ,
2008. 396 с.
2.
Марков Ю.Г. Функциональный подход в современном научном познании. Новосибирск:
Наука,1982. 266 с.
3.
Мороз А.Я. Кибернетика в системе современного научного знания. Киев:
Наукова думка, 1988. 232 с.
4.
Айзерман М.А. Человек и коллектив как элементы системы управления //
Автоматика и телемеханика. 1975. № 5. С.83-96.
5.
Isermann R. New result on
the identificationof processes // Automatica. 1971. Vol. 7. № 2. P. 191-197.
6.
Райбман Н.С. 8.1. Вводные замечания и элементарные примеры // Н.С.
Райбман, В.М.Чадеев. Построение моделей процессов производства. М.: Энергия,
1975. С. 284-291.
7.
Райбман Н.С. Параграф 2.7. Степень идентичности модели реальному
технологическому процессу // С.А. Анисимов, В.Н. Дынькин, А.Д. Касавин и др.
Основы управления технологическими процессами / Под ред. Н.С. Райбмана. М.:
Наука, 1978. С. 137-145.
8.
Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя. М.: Наука, 1991.
432 с.
9.
Ротач В.Я. Введение. Глава первая. Оптимизация
настройки системы управления и адаптивные системы // Ротач В.Я., Кузищин В.Ф.,
Клюев А.С. и др. Автоматизация настройки систем управления / Под ред. В.Я.
Ротача. М.: Энергоиздат, 1984. С. 6-38.
10.
Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. М.: МИР, 1975. 678 с.
11.
Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах. М.: Советское радио,
1974. 272 с.