книги из ГПНТБ / Ливенцев В.В. Кибернетика горных предприятий (основные положения) учеб. пособие

Функциональной системой управления называется такая система, при которой исполнитель имеет несколько начальни­ ков, руководящих различными отдельными сторонами его дея­ тельности. Схематически такая система управления показана на рис. 6. Она существовала, например, в угольной промыш­ ленности до 1933 г. Достоинством функциональной системы управления является квалифицированное руководство различ­ ными работами. Недостатком является запутанность органи­ зации руководства: исполнитель получает из различных

функциональными начальниками. Естественно, что действен­ ность руководства при этом резко снижается.

Рис. 6. Схема функциональной системы управления

С целью заимствования положительных сторон обеих си­

такая система, при которой исполнитель имеет одного началь­ ника, руководящего его основной деятельностью, но также пользуется помощью и советами начальников функциональных отделов, которые не имеют права давать командных указаний, однако могут воспрепятствовать проникновению распоряже­ ний, являющихся согласно их представлениям неправильны­ ми. Схема линейно-функционзльной системы управления при­ водится на рис, 7.

20

оеыоё+іое npcusSoâcmêo

Рис. 7. Схема линейно-функциональной системы управления

Известна также еще одна система управления в горной промышленности — система управления с консультативными органами. Она в последнее время применяется на некоторых шахтах и фирмах Западной Германии [1].

Системой управления с консультативными органами назы­ вается такая система, одной из составных частей которой является консультативный орган — группа специалистов и научно-технических работников, которые составляют техникоэкономические рекомендации для руководителей различных категорий, подготовляют их решения или предлагают свои услуги в их распоряжение, но сами они не имеют права ни да­ вать указания, ни проводить контроль за работой. При такой системе управления окончательное решение принимает на­ чальник, которому дается рекомендация консультативным ор­ ганом. Он может учесть совет группы или нет.

§ 3. Динамика системы

Динамические системы обычно меняют свои состояния во времени под влиянием как внешних воздействий, так и в ре­ зультате процессов, происходящих внутри самой системы.

Последовательная смена состояний системы во времени называется процессом.

21

Рис. 8. Фазовая траектория системы

Фазовая траектория системы — это однозначно определен­ ный путь изображающей точки при действии одного и того же воздействия.

Фазовое пространство — это пространство траекторий си­ стемы. Семейство фазовых траекторий определяет фазовый портрет системы.

При изменении газодинамических условий на участке, за счет увеличе­ ния дебита метана из пласта или выработанного пространства, концентра­ ция метана может достичь критической величины (СК р = 1%), когда необ­ ходимо изменить существующий режим проветривания.

Приостановление или снижение темпа выемочных работ не может счи­ таться в данном случае наилучшей мерой понижения концентрации метана на вентиляционном штреке, если возможно разбавление метана за счет по­ дачи на участок дополнительного количества воздуха AQ При увеличении количества воздуха с величины Q0 до величины (Л -Q0 -f-ûQ, как пока­ зывает практика, встречаются в основном два случая:

21

É

Рис. 9. Схема проветривания выемочного участка:

/— з а м е р н ая вентиляционная станция; 2—кроссинги

1)после подачи увеличенного количества воздуха концентрация метана сразу снижается (рис. 10, а);

2)после подачи увеличенного количества воздуха концентрация метана

продолжает расти в течение некоторого времени, но затем понижается (рис. 10, б).

Во втором случае возрастание концентрации метана при увеличении ко­ личества воздуха, поступающего на участок, объясняется тем, что в газоди­ намический процесс вовлекается дополнительная часть выработанного про­ странства, заполненная метаном. Вымывание метана из этой части про­ странства лавы вызывает рост концентрации метана до того момента, как весь метан будет вынесен на вентиляционный штрек, после чего процесс стабилизируется.

Правильное регулирование здесь заключается в том, чтобы за время переходного процесса концентрация метана не превысила максимально до­ пустимую норму по правилам безопасности.

Описанный выше процесс регулирования проветривания на выемочном участке наглядным образом показывает сущность переходного процесса.

§ 4. Свойство эмерджентности и принцип системного анализа

Эмерджентностью называется свойство сложной системы обладать чертами, не присущими ни одному из элементов этой системы.

Название «эмерджентность» происходит от английского слова emergency, что в переводе на русский язык означает «непредвиденный случай», «непредвиденное свойство».

Чем больше система и чем больше различия в размерах между частью и целым, тем чаще вероятность того, что свой­ ства целого могут сильно отличаться ая- свойств частей.

23

Свойство эмерджентности сложных систем вытекает йз понятия статистического равновесия. Это обусловливается тем, что статистика имеет дело с совокупностью событий, яв­ лений, факторов, предметов. Констатации суждения могут быть правильными в целом по определенной статистической совокупности явлений, не являясь истинными для отдельных частных событий, и наоборот. У. Р. Эшби, разъясняя прин­ цип эмерджентности, приводит такой пример: если 20 млн. женщин рождает 30 млн. детей в какой-то стране, то, конеч­ но, отсюда никто не сделает вывода, что каждая женщина родила полтора ребенка [10].

Свойство эмерджентности сложных систем имеет большое значение при оптимизации. Здесь свойство эмерджентности проявляется в несовпадении частного оптимума (оптимума отдельных элементов) с общим, глобальным оптимумом си­ стемы. Так, среднее снижение себестоимости на группе пред­ приятий во многих случаях не будет совпадать с алгебраиче­ ской суммой снижения себестоимости, исчисленной по каждо­ му предприятию в отдельности. Такие случаи могут наблю­ даться, например, из-за различных темпов роста выпуска продукции на разных предприятиях или на разных производ­ ственных участках одного предприятия, выпускающих про­ дукцию в различных количествах и с различной себестоимо­ стью.

Для уяснения сказанного рассмотрим следующий пример. Допустим, что три шахты добывают один и тот же вид по­

пе этих шахт также должно наблюдаться снижение себе­ стоимости 1 т добытого полезного ископаемого. На самом деле, как показывает приводимый в табл. 2 расчет, из-за влияния изменений удельного веса продукции шахт, добы­ вающих полезное ископаемое с более высокой себестоимо­ стью, себестоимость 1 т данного полезного ископаемого по группе шахт (т. е. в масштабе народного хозяйства) может не только не понизиться, но даже возрасти. В данном услов­ ном примере этот рост составляет 0,4%.

25

4mß

ми (локальными) оптимумами, так как определены на осно­

27

где x°i — частное оптимальное значение нагрузки 1-й лавы на месяц, т.

Минимальная себестоимость при этом получается при под­ становке в (1.4) выражения для Х\ по формуле (1.7):

Аналогично для 2-й лавы имеем

Математическая модель задачи имеет следующий вид:

'•+x*=Vt+Vt' ,u3)

где С — себестоимость добычи 1 т угля по двум лавам, руб/т.

28

двух переменных, связанных добавочным условием. Опти­ мальные значения переменных в этом случае могут быть най­ дены по методу Лагранжа.

29