Применение методов матричного моделирования при проектировании СУ.

Матричный метод моделирования состава и содержания функций управления энергокомпаний

При большом числе вершин и ребер рисунок графа теряет наглядность. В таких случаях теория графов рекомендует использовать таблицу специального вида, называемую «матрицей» или матричным эквивалентом графа. Матрица в общем виде есть модель с помощью которой можно систематизировать, изучать и анализировать состав функций и связи между ними. Такая матрица получила название «матрица функций управления» (МФУ). Иногда эту матрицу называют «SF» матрицей, т.к. в ее строках отражены сферы управления, а в столбцах – функции.

Такая матрица является простейшей двумерной из всех многомерных матриц; в ее построение заложены следующие принципы:

1.основой МФУ являются две оси: - вертикальная ось «S» - ось сфер управления, - горизонтальная ось «F» - ось функции управления.

2.на пересечении оси в плоскости матрицы образуются клетки каждая из которых есть элементарная функция, отражающая связь функции и сферы в которой она выполняется.

3.в зависимости от целей анализа ось «S» может быть декомпозирована до «n»-го уровня. Число уровней декомпозиции по этой оси теоретически не ограничено.

4.число уровней декомпозиции по оси «F» ограничено.

В энергетике еще в 70-ые года прошлого века, основываясь на эти принципы, была разработана типовая матрица функций управления для энергетических систем.

Для обеспечения возможности формализации функций и машинной обработки данных при построении матрицы использовались некоторые ограничивающие условия:

· на каждом уровне декомпозиции оси «S» не более 9 подсистем или сфер управления;

· всего уровней декомпозиции по оси «S» не более трех;

· ось «F» сформирована из 9 функций, включая функции I и II уровней декомпозиции;

· для формирования элементарной функции использована сфера III уровня декомпозиции.

Типовая МФУ выполнена в строгом соответствии с перечисленными выше принципами и ограничивающими условиями. Поэтому ось «S» имеет три уровня декомпозиции. Первый уровень имеет 9 подсистем, состоящих из двух групп сфер управления. Первая группа включает специфические энергетические подсистемы («сферы управления»).

Вторая группа состоит из общеотраслевых подсистем («сфер управления»):

· экономическая деятельность;

· научно-технический прогресс;

· материально-техническое снабжение, комплектация и транспорт;

· финансовая деятельность;

· труд и кадры;

· общее управление.

Каждая из этих сфер управления разделена не более чем на 9 сфер низшего, т.е. второго уровня, а каждая из сфер второго уровня также не более чем на 9 сфер третьего уровня декомпозиции.

Для идентичного восприятия сфер и функций управления на различных иерархических уровнях управления произведено в матрице их кодирование с помощью смыслового десятичного кода для оси «S» и порядкового десятичного кода для оси «F». Длина кода сферы управления, т.е. по оси «S» три знака, каждый знак кода оси «S» соответствует определенному уровню декомпозиции. Длина кода функции один знак. Длина кода элементарной функции четыре знака, первые три из которых есть код сферы управления, а четвертый знак есть код функции в пределах сферы, в которой она выполняется.

Типовой состав сфер и функций управления энергетическими объектами на различных уровнях отражен в типовой матрице функций управления (МФУ), используясь как классификатор функций.

Но любой реальный объект управления постоянно развивается, находится под влиянием как внутренних, так и внешних факторов, и имеет свои особенности. За годы, прошедшие с 70-х годов в энергетической отрасли произошла диверсификация систем: от ПОЭ, АО-энерго до реформирования по разделению бизнесов (генерация, распределение, сбыт).

Эти процессы влияют на состав и содержание функций системы управления энергетическими объектами.

Для отражения этого состояния СУ исследуемым объектом можно, используя материалы обследования СУ этого объекта, построить модель, также в виде матрицы. Состав и содержание функций в этой матрице может в основном отвечать типовой матрице. Но если сравнивать конкретные объекты, то может существенно отличаться за счет изменений в составе общеотраслевых и специальных функций для рассматриваемого объекта. Например, для генерирующих, сетевых и других компаний.

Эта модель должна быть эквивалентом графа, т.е. «дерева функций» для этого объекта, и отражать состав сфер и функций управления, присущих конкретному, а не типовому объекту. Такая модель носит название «рабочая матрица функций управления» или «рабочая МФУ».

Рабочей МФУ называется матричная модель, отражающая состав сфер, функций и элементарных функций управления, характерных для конкретной энергокопании.

Порядок формирования рабочей МФУ следующий:

1.устанавливается целесообразное количество уровней декомпозиции по осям «S» и «F»,

2.используя принципы построения типовой МФУ, расчерчивается на плоскости сетка рабочей МФУ путем формирования осей «S» и «F» в соответствии с установленным уровнем декомпозиции,

3.определяется по типовой МФУ состав специальных энергетических сфер управления I, II и III уровней декомпозиции и записывается по оси «S»,

4.подбирается по типовой МФУ состав общеотраслевых сфер управления, характерных для исследуемой области деятельности и также записывается по оси «S»,

5.выявляются для рассматриваемого объекта по материалам его обследования дополнительные, недостающие функции и сферы управления и записываются по соответствующим осям, а избыточные не отражаются в матрице,

6.проверяется, есть ли необходимость в соответствии с целями анализа введение дополнительно IV и V и т.д. уровней декомпозиции по оси «S»,

7.используя принципы кодирования функций проставляются коды функций и сфер управления по соответствующим осям,

8.формируются элементарные функции, коды которых записываются в поле рабочей МФУ.

Рабочая МФУ является основным инструментом отражения состава и содержания функции управления энергокомпании. В общем виде рабочая МФУ представлена в виде табл. 5.1.

Фрагмент рабочей МФУ управления себестоимостью энергетической продукции в генерирующей энергокомпании.