Пупков К.А., Коньков В.Г. - Интеллектуальные исследования (Современнаяя теория управления) (1072100), страница 33

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 33)

Обсуждаемая иерархичность выделяет таким образом уровни подчиненности с точки зрения глубины управления, представляющие собой совокупность подсистем иерархической СУ одинаковой глубины управления. Такие уровни называются эшелоны^. Для ЕСУ можно выделить эшелон объекта, эшелон САР, эшелон САУ.

Таким образом, ЕСУ может рассматриваться как совокупность из n взаимодействующих систем {Системный анализ, Общая теория систем}, хотя ее расчет можно считать и задачей теории систем, если СУ, входящие в состав ЕСУ, воспринимать как ее подсистемы. Существуют, однако, ситуации, когда постановка такой задачи в рамках системного анализа представляется более естественной, чем в рамках теории систем. Например, пусть (в частности с помощью методов теории систем) завершена разработка системы, предназначенной для решения некоторой задачи. Но в реальных условиях решать эту задачу ей придется в окружении других систем, каждая из которых оказывает влияние (противодействующее или дружественное) на остальные. В этой связи данной системе нужно выработать алгоритм поведения, который позволит ей наиболее эффективно выполнить свою задачу в условиях взаимодействия с другими системами. Здесь существует ряд специфических понятий (таких как Нэш-равновесие, Парето, минимакс, максмин, седловая точка и т.п.) и систем (таких, как большая система (система, состоящая из большого числа подсистем), сложная система (в зависимости от степени сложности (в смысле повышения неопределенности) связей между подсистемами), распределенная (либо по пространству, либо по подцелям) система и т.п.). Очевидно, дальнейшего повышения эффективности работы СУ можно добиться, упорядочивая и улучшая взаимодействие иерархических уровней системы. Такие упорядоченные системы называются иерархические СУ.

Поскольку каждой СУ, цели и тому подобное соответствуют их модели (на рис.4 представлена структурная схема модели САУ), существуют аналогичные рассмотренным иерархиям еще иерархии моделей, целей и т.п. В [4] приведена так называемая даймонд-структура (рис.5) (двойная (ромбовидная) структура), которая иллюстрирует структурную симметрию уровней реальных иерархических по глубине управления СУ (структурные элементы с домиком) и их моделей (структурные элементы с волной).

1.2.2. Целеуказание.

«Пойди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что!»

(Русская народная сказка)

Итак (см. рис.3), МС отрабатывает сигнал u_об (пассивная позиция по отношению к u_об). САР - вырабатывает u_об (уже активная позиция по отношению к u_об) так, чтобы отработать u_САР. САУ - вырабатывает уже u_САР так, чтобы удовлетворить критерию эффективности, оценивающему степень приближения к цели (назначаемой потребителем), т.е., фактически, чтобы лучше или хуже «отработать» заданную извне цель. Очевидно, следующим этапом на пути вытеснения человека из процессов, связанных с управлением, является создание такой системы, которая не отрабатывает, а вырабатывает цель автоматически внутри себя.

В п.1.1.2 цель определена как желаемый результат. Хотелось бы уточнить это определение с позиций возникновения (происхождения) и конструктивного содержания цели. Из [2]: цель - то, к чему стремятся (что надо осуществить); мотив - побудительная причина какого-нибудь действия; мотивировка - совокупность мотивов для обоснования чего-либо. Термин мотивация в [2] не разъясняется, но по смыслу употребления П.К.Анохиным его можно толковать как причину появления (у человека) совокупности мотивов... (оттенок предшествования в сравнении с термином мотивировка (- предъявление (человеком) совокупности мотивов...)). С учетом этого, рисунка 1, а также факта, состоящего в стремлении всего живого существовать комфортно (и как его естественного следствия - уходить от некомфортности, в частности, - устранением её причины), можно составить следующую диаграмму логики развития (последовательных этапов) процесса, сопровождающего возникновение и удовлетворение потребности, - диаграмму, раскрывающую один из механизмов формирования иерархии целей управления (см. через одну страницу, где во второй строке прямоугольников приведены реакции (в виде целей) на реально существующие материальные и психические процессы (реалии, приведенные в первой строке), являющиеся причинами возникновения целей).

Поскольку СУ по определению предназначена для достижения уже выбранной потребителем цели, новая система, вырабатывая цель, превышает функции, возлагаемые на СУ, являясь еще и системой автоматического целеуказания (САЦ) (- так ее и назовем). Таким образом, для САЦ характерно решение задачи, которая не стоит перед СУ, поэтому САЦ к парадигме управления уже не относится. Но создана она на пути полного вытеснения человека из процесса управления и из связанных с его обеспечением процессов, - это заключительный его этап, поэтому САЦ (как и механизированная СУ) входит составной частью в парадигму автоматического управления.

Автоматический выбор цели на первый взгляд представляется даже невозможным. Действительно, цель СУ (а таковой может явиться локальная или частная цель) определяется в соответствии с желанием, возникшим непосредственно у потребителя, поэтому, казалось бы, только он сам и может выбрать цель. Выбор цели не самим человеком приобретает смысл в силу основного парадокса управления (см.п.1.1.1): истинным потребителем СУ является потребность, вызвающая чувство некомфортности (см.рис.1), которая верно отражается желанием далеко не всегда.

Удачность вырабатываемого в САУ управления оценивалась степенью приближения ее к цели - понятию более первопричинному, чем управление. Аналогично для САЦ необходимо найти понятие более первопричинное, чем цель; - к нему должна будет приближать эту систему вырабатываемая ею цель. Это - Глобальная цель (Г), в качестве которой естественно выбрать благоденствие потребителя (гармонию бытия потребителя, которая наступает после удовлетворения возникших потребностей). Однако, для того, чтобы можно было организовать направленное движение к Г, она должна быть представлена не декларативно (как это сделано здесь), а как известная совокупность условий -“поверяй гармонию числом”. А вот “поверить” ее не очень-то и удается. Издревле известно, что гармония геометрическая (стройность) связана с “золотым сечением” или с “золотым числом”, соответственно 1,618 или 0,618, и, пожалуй, все. Таким образом, произвольная Глобальная цель, так же как и степень приближения к ней выработанной локальной цели известна только Создателю (Провидению). “Последний шаг разума - это признание того, что есть бесконечность вещей, которая его превосходит“ (Б. Паскаль); “Как много мы знаем и как мало понимаем...” (А. Эйнштейн). (Разум - это (понятная нам, осознаваемая нами) непрерывная цепь причин сущего (определение древнеримского философа Посидония), - возможность логически мыслить). С этим фактом приходится регулярно сталкиваться и при решении технических, но особенно наглядно он проявляется при решении экологических и социологических проблем. Например, широко известен факт, состоящий в том, что отстрел волков, представлявших из-за огромного их количества большую опасность для жителей Австралии,

обернулся таким нашествием кроликов на поля фермеров, что возникла проблема не менее опасная для человека, чем та, с которой он боролся изначально. Поэтому работа САЦ должна быть согласована с Провидением. Контакт с Провидением возможен только через интеллект потребителя (через его разум и интуицию). Чаще всего правильные решения приходят в форме озарений (на подсознательном уровне), радостно поддерживаемых разумом (”...интуитивные провидения слепы и немы, темны и страшны, если не подтверждаются интеллектом”[5]^), хотя для правильного целеуказания они сгодились бы и без этой поддержки. Таким образом, для автоматизации контакта с Провидением необходимо, чтобы система располагала возможностями интеоекта - искусственным интеллектом, как некоторой субстанцией, обладающей свойством находить обоснованные с точки зрения разума и интуиции человека решения^. Системы, обладающие таким свойством, и есть интеллектуальные системы (ИС) {Мехатроника (-наука об интеллектуальных машинах)}. Таким образом, САЦ обязательно должна быть ИС. Поэтому можно сказать, что ИС управления (ИСУ) в форме САЦ, выбирая цель управления автоматически, исключает человека из участия в управлении полностью, и является, следовательно, последним этапом развития автоматических СУ (последняя форма парадигмы автоматического управления).

Указанное требуемое свойство технически обеспечивается присутствием специального устройства, называемого динамической экспертной системой (ДЭС) [6], представляющей собой банк знаний, алгоритмов (в том числе и эмпирических - сформированных на основе опроса экспертов (Э)), банк данных с высочайшим интерфейсом, работающие в реальном времени (в темпе с управляемым процессом) и в ускоренном масштабе времени (что позволяет прогнозировать поведение системы и использовать результат прогноза при принятии решения в реальном времени). Создание ДЭС стало возможным вследствие достижений современной вычислительной техники, прикладной математики и вычислительной технологии (соответственно, использование ЦВМ последнего поколения, параллельных алгоритмов вычислений, транспьютеров и распределенных вычислительных сред).

Итак, САЦ - обязательно ИС (см. рис.6, где представлена схема формирования человеком компонентов ИСУ (как САЦ) и их взаимодействие на этапах ее реализации и расчета), однако, ИС не обязательно САЦ, так как искусственный интеллект может использоваться для решения не только задач целеуказания, но и для решения задач управления более низкого чем САЦ уровня, а также задач, вообще не связанных с управлением.

В термин «интеллектуальные» (в словосочетании интеллектуальные системы) вкладывается более широкое, чем в обычном смысле, содержание, т.к. объединяется в нем возможность учета как разумной, так и интуитивной деятельности человека (недаром неотъемлемой технической составной частью ИС является ДЭС), в то время как обычно эти понятия разделяются, а именно, интеллект - это только разум [2, 7, 8]. В связи с чем можно было бы предложить термин «мудрая система», «ноосистема» (от понятия ноосфера Э.Леруа, П. Тейяр де Шардена и В.И. Вернадского, включающего в себя всех людей и результат всей культурной деятельности человечества). Хотя и термин ноосфера не совсем адекватен вкладываемому в него Вернадским смыслу, т.к. noos - по-гречески тоже только разум, с учетом чего можно, конечно, сохранить и старый термин, разъяснив смысл, в котором он здесь употребляется, однако термин «ноосистема» в этой ситуации был бы все-таки более удобен, - в повседневном употреблении понятие «интеллект» связывают с его словарным толкованием - этимологическим (соответствующим основному его значению), а «ноосфера» толкуется по Вернадскому. Термин ноосистема может показаться более широким, чем требуется здесь, однако, такое расширение представляется уместным, т.к. более глубоко раскрывает смысл, вкладываемый в понятие ИС. На рис.7 изображены последовательные этапы деятельности человека в различных его проявлениях на пути, связанном с реализацией управления; результаты этой деятельности и их содержание (в скобках под ними); название устройств, выполняющих работу вместо человека (под верхней чертой); название систем, получающихся при автоматизации этой части его работы (под нижней чертой), и конкретный исполнитель на каждом из этапов (в нижней узкой рамке). В работе основателя биокибернетики П.К. Анохина [9] на основе предложенной им теории функциональной системы получена структура реализации творческой деятельности человека (исследование такой деятельности в философском аспекте интересно тем, что в процессе творчества происходит реальное соединение и взаимопревращение мысли и действия, теоретического и практического, субъективного и объективного; очень удобно иллюстрировать смысл данного замечания на примере такого яркого феномена, где непрерывно осуществляется творческий процесс, как язык). Творческая деятельность представлена в [9] как замкнутое физиологическое образование с приспособительным эффектом. На основе этой точки зрения (в силу ее конструктивности) в [10] удалось прийти к структурной схеме ИС. Там же формулируется понятие интеллектуальная система, которое начало формироваться автором [10] еще в период его совместной работы с Анохиным П.К. и было введено в научный обиход в 1976 году, непосредственно сразу после выхода в свет [11], где познавательный (интеллектуальный) процесс уже представлен в виде замкнутой информационной (структурной) схемы, свойства элементов которой могли определяться в том числе и на основе интуиции. Правда, документально подтвержденным сроком того факта, что это понятие в том виде, как мы понимаем его теперь, было сформировано автором [10] гораздо ранее 1994 года, можно считать лишь 1989 г., т.к. нетрудно заметить, что определение из [10] развивает краткое определение, приведенное в научно-технической программе «Интеллектуальные системы» на 1989-1991 годы [12].

К настоящему моменту на кафедре Систем автоматического управления МГТУ им.Н.Э.Баумана сложилась четкая, в том числе и философская концепция проблемы ИС [1, 13, 14, 15, 46]. Расчет ИС требует специфического подхода, который должен обеспечить практическую работоспособность ИС в начальный период ее работы, проходящий в условиях сильной неопределенности (см., например, [16, 47], а так же ч1 данной работы).

Из рис.7 видно, что наивысший, из непосредственно связанных с управлением, этап работы, доступный конструктивному влиянию потребителя, - этап работы интуиции и разума. Именно начиная только с этого этапа, возможна сознательная деятельность человека, а значит и им управляемая.

Действительно, на этапе работы разума и интуиции потребитель выбрал цель так, что сумел ее добиться (т.к. реализовал свое желание). Т.о., здесь он процессом управлял, но если эта цель не совпала с Глобальной, то по завершении, казалось бы, удачного управления он на очередном этапе работы души продолжает испытывать чувство некомфортности, руководствуясь которым, его разум может только констатировать, совпали или не совпали выполненные действия с нужными, но какими должны были бы быть эти нужные действия (приводящие к исчезновению чувства некомфортности) он не знает. В такой ситуации на следующем этапе работы интуиции и разума логично изменение цели внутри очерченной духом области, но только хаотическое, интуитивное, которое в силу этого качества управлением целями (в употребляемом здесь смысле) назвать нельзя.Направленным такое поведение оказывается только тогда, когда Провидение через дух (если он праведный - соответствующий Провидению) включит в область допустимых целей Глобальную цель и откроет потребителю ее глобальность, тогда человек начнет двигаться к выбору правильной цели упорядочено. Для автоматизации именно этого движения и создается САЦ. Однако, направленным этот процесс

Характеристики

Список файлов книги