The Conceptual Framework for Operation of Cyber-Physical Systems

Анотація

Актуальність наукових розвідок, cпрямoваних на пoшук можливостей пoбудoви i функцioнування кіберфізичних систем, обумовлена тим, що поєднання фізичних прoцеciв, приcтрoїв та даних за дoпoмoгoю мереж формує нoвi мoжливocтi управлiння фізичним cвiтoм, включаючи приcтрoї, виробниче устаткування та iнфраcтруктуру, та вiдкриває нoвi реальнi перcпективи для нацioнальних екoнoмiк. Об’єктом дослідження є кіберфізичні системи для розв’язання задач інтелектуального управління фізичними об’єктами. Дослідження проведені в рамках формування концептуальної моделі взаємодії кіберфізичної системи із зовнішнім середовищем. Запропонована узагальнена схема такої моделі взаємодії з урахуванням зворотного зв’язку, позитивна роль якого полягає в уможливленні ідентифікації збурюючих впливів на стан фізичного середовища, що призводять до невизначності функціонування останнього. Основні функції зворотного зв’язку в кіберфізичній системі полягають у сприянні виробленню управлінських впливів на керований об’єкт за допомогою інтелектуального управління завдяки компенсації збурень і підтриманню стану стійкої рівноваги системи. Розглянуті деякі існуючі підходи до побудови концептуальних моделей кіберфізичних систем, взаємодія яких з оточенням відбувається одночасно у двох просторах: кібернетичному та фізичному.

Метою статті є формування моделі прийняття управлінського рішення в кібернетичних системах. Результатом є розробка загальної схеми прийняття управлінського рішення в таких системах. Зазначена загальна схема базується на інформаційній моделі, компонентами якої є взаємодія кіберфізичної системи з об’єктами фізичного середовища, з іншими системами та системою штучного інтелекту, а також з такими процесами: вимірювально-обчислювальними, управління та комунікаційними. Описана інформаційна модель сприяє подоланню наслідків непередбачуваної поведінки кіберфізичної системи. Представлені результати є внеском у дослідження за активно розроблюваним нині напрямом ефективного управління фізичними об’єктами. Застосування запропонованих елементів концептуальної моделі дозволить збільшити ефективність системного моніторингу функціонування фізичного об’єкта за умови підвищення ступеня обґрунтованості прийнятих рішень.