Разработка интеллектуальных моделей и методов управления сложными человеко-машинными системами в условиях критических ситуаций

Объект исследования: процессы диагностирования и парирования развития аварийных комбинаций событий, критических ситуаций в сложных человеко-машинных системах. Цель исследования: разработка теоретического аппарата для решения проблемы эффективного и безопасного управления сложными человеко-машинными и организационно-техническими системами, решения проблемы предупреждения и парирования развития аварийных комбинации событий различного происхождения: ошибок персонала, компьютерных программ, отказов техники и внешних воздействий. Методы исследования: методы системной динамики, вероятностного анализа безопасности, общей теории систем, общей алгебры, теории графов и теории автоматов. Область применения: разработка автоматизированных и информационно-советующих систем по предотвращению развития аварийных комбинаций событий; подготовка курсов обучения и тренажеров для разработчиков таких систем и персонала, принимающего решения на различных уровнях управления. Полученные результаты: Разработана интегрированная математическая модель и реализующий ее программно-информационный комплекс для совместного моделирования процесса распространения опасных факторов пожара в помещении сложной конфигурации и процесса стихийной эвакуации людей из этого помещения. Распространение огня, тепла и дыма моделируется на основе принципа клеточных автоматов. Для моделирования процесса эвакуации людей используется разработанная мультиагентная модель, учитывающая физические характеристики и поведение людей при столкновениях. Разработанный комплекс предназначен для использования при управлении пожарной безопасностью. Поставлены задачи управления и мониторинга развития аварий из комбинаций относительно неопасных событий при обследовании промышленных объектов беспилотными летательными аппаратами. Предлагается подход к решению задачи на основе логико-вероятностного аппарата, строится дерево отказов, рассматриваются сценарии аварии и модельный пример информационного взаимодействия. Предлагается алгоритм решения задачи управления процессом сварки в роботизированных технологических комплексах по критерию качества производимой продукции. Приведена постановка задачи, рассмотрена модель системной динамики. В качестве системных уровней используются показатели качества сварки в роботизированных комплексах. Функциональные зависимости на использовании математического аппарата искусственных нейронных сетей, в частности, радиальных базисных функций, позволяющих осуществить жесткую интерполяцию. Внедрение рассмотренных в статье моделей и алгоритмов позволит повысить качество выпускаемой продукции с использованием робототехнических технологических комплексов. Сформирован подход к системному анализу функционирования непрерывных и дискретных производств. Подход рассматривается на примере многостадийного производства высококачественного листового стекла и дискретных производств на примере роботизированных сборочных линий приборостроительных предприятий. В подходе применяется анализ стратегических карт целей, разработанные модели системной динамики, метод итераций определения зависимостей распределения геометрических параметров потока расплава и верификация программного обеспечения. Сформулирован подход к решению проблемы автоматизации процесса принятия решений при управлении большими системами на примере ситуационного управления процессом производства листового стекла. В предлагаемом подходе используется ситуационное управление с применением экспертных знаний о функционировании объекта управления.