CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)用課程6

1、2022/10/12CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)用1 第六章 CIPS實(shí)施工作的瓶頸問題與關(guān)鍵技術(shù)6.1 人的問題 企業(yè)實(shí)施CIPS不僅是通過解決單純的技術(shù)問題的途徑，而是通過人、技術(shù)與經(jīng)營(yíng)三方面綜合集成的途徑來(lái)取得成功的 (1) 人在CIPS實(shí)施過程中起到了決定性作用 哲理、全局過程的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式 、組織機(jī)構(gòu)(2) 人在生產(chǎn)過程中起到了核心作用 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平及人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)程度人的創(chuàng)造性工作 (3) 人在CIPS系統(tǒng)中的地位 涉及到社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的、有關(guān)人的行為及心理的、文化的等多方面問題，這些方面可能成為CIPS系統(tǒng)實(shí)施工作的瓶頸。 2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用2

2、6.2集成的技技術(shù)方面面問題6.2.1綜合自動(dòng)動(dòng)化面臨臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)a)工業(yè)過程程復(fù)雜性性過程對(duì)象象特性復(fù)復(fù)雜對(duì)象的特特性和反反應(yīng)機(jī)理理十分復(fù)復(fù)雜，精精確的機(jī)機(jī)理建模模日益困困難，所所得的模模型往往往具有非非線性、分布參參數(shù)、時(shí)時(shí)變、時(shí)時(shí)滯和不不確定性性基于解析析數(shù)值計(jì)計(jì)算和單單一形式式的模型型（參數(shù)數(shù)化的數(shù)數(shù)學(xué)模型型）很難難刻畫系系統(tǒng)的真真實(shí)運(yùn)動(dòng)動(dòng)狀態(tài)，需要采采用多種種多樣的的描述方方式的描描述模型型來(lái)反映映生產(chǎn)過過程的真真實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)的行為為和狀態(tài)態(tài)，支持持不同層層次、不不同要求求的控制制目標(biāo)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)還具有有多時(shí)間間標(biāo)度，有時(shí)還還會(huì)發(fā)生生動(dòng)態(tài)突突變；環(huán)境的復(fù)復(fù)雜性系統(tǒng)常常常處于不不確定的的環(huán)境中

3、中，擾動(dòng)動(dòng)頻繁，且常常常是不可可測(cè)量的的；任務(wù)的復(fù)復(fù)雜性完成監(jiān)督督、預(yù)測(cè)測(cè)、控制制、安全全保護(hù)、經(jīng)濟(jì)、最優(yōu)等等目標(biāo)；2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用3 綜合自動(dòng)動(dòng)化面臨臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)(續(xù)1)b)關(guān)聯(lián)性控制對(duì)象象一般是是多變量量的系統(tǒng)統(tǒng)，生產(chǎn)產(chǎn)的規(guī)模模龐大，生產(chǎn)裝裝置的操操作存在在著強(qiáng)關(guān)關(guān)聯(lián)c)信息復(fù)雜雜性信息獲取取存在問問題在許多的的場(chǎng)合下下，關(guān)鍵鍵變量不不可測(cè)量量，導(dǎo)致致信息的的不完全全；信息模式式復(fù)雜信息往往往呈現(xiàn)定定量、半半定量、定性語(yǔ)語(yǔ)義的模模式，不不同深度度不同層層次地反反映實(shí)際際系統(tǒng)，提供關(guān)關(guān)于系統(tǒng)統(tǒng)不同模模式的信信息知識(shí)識(shí)。傳感器和和執(zhí)行器器分布于于過程之之中，信信

4、息量龐龐大信息通常常受到噪噪聲的干干擾，有有效的信信息的獲獲得較為為困難2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用4 綜合自動(dòng)動(dòng)化面臨臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)(續(xù)2)d)知識(shí)及其其表達(dá)的的多樣性性和復(fù)雜雜性信息模式式的多樣樣性客觀觀上造成成了系統(tǒng)統(tǒng)信息層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)的形成成：越是高層層的信息息其數(shù)據(jù)據(jù)量越少少，但它它包含的的信息知知識(shí)量越越大，其其模式越越表現(xiàn)為為定性描描述的知知識(shí)表示示；層次次越低的的信息其其包含信信息量越越簡(jiǎn)單、直觀，數(shù)據(jù)量量越大，其模式式越表現(xiàn)現(xiàn)為基于于定量描描述的數(shù)數(shù)值形式式。信息層次次結(jié)構(gòu)要要求對(duì)象象模型呈呈現(xiàn)相應(yīng)應(yīng)的分層層結(jié)構(gòu)：較低層的的信息模模型趨向向與采用用傳統(tǒng)的的基于

5、數(shù)數(shù)值計(jì)算算的微分分或差分分方程等等模式表表達(dá)，過過程較高高層次的的模型則則趨向于于采用定定性的符符號(hào)描述述模型表表達(dá)過程程的行為為特性，不同層層次的知知識(shí)表達(dá)達(dá)方法相相應(yīng)于多多樣性和和層次性性的信息息處理的的需要。 e)管理、控控制任務(wù)務(wù)的通常常是多目目標(biāo)、多多約束的的命題2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用5 6.2.2系統(tǒng)協(xié)同同的問題題由一系列列完成特特定任務(wù)務(wù)和目標(biāo)標(biāo)子系統(tǒng)統(tǒng)集成而而成的復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)統(tǒng)，具有有分布性性（時(shí)間間上的分分布、空空間上的的分布或或功能上上的分布布）的特特點(diǎn)。限于知識(shí)識(shí)、能力力、處理理速度、信息、資源等等因素以以及待求求解問題題的規(guī)模模、復(fù)雜雜性造成

6、成的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)困難，在CIPS系統(tǒng)增強(qiáng)系統(tǒng)統(tǒng)性能(快速性、可靠性性、智能能程度、完成質(zhì)質(zhì)量)、有效地利利用資源源(信息、知知識(shí)、物物理裝置置等)，個(gè)體間間的協(xié)作作是必然然的。通過并行行性提高高任務(wù)的的完成率率通過共享享資源（信息、專門知知識(shí)、物物理裝置置等）擴(kuò)擴(kuò)大完成成任務(wù)的的能力范范圍通過備份份任務(wù)，采用不不同的方方法去完完成指定定任務(wù)，以提高高完成任任務(wù)的可可能性及及可靠性性通過避免免任務(wù)間間有害的的相互作作用,減少任務(wù)務(wù)間的沖沖突2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用6 系統(tǒng)協(xié)同同的四種種協(xié)作類類型水平協(xié)作作(horizontalcooperation)由于能力力、知識(shí)識(shí)處理、速

7、度、資源利利用等因因素的限限制，單單獨(dú)的個(gè)個(gè)體（人人/機(jī)構(gòu)，子子系統(tǒng)）都不具具有解決決全局問問題的能能力，將將全局問問題分解解成子問問題后交交給適當(dāng)當(dāng)?shù)膫€(gè)體體采用協(xié)協(xié)同工作作的方式式分別去去完成，獲得求求解綜合合問題的的能力。為提高對(duì)對(duì)綜合問問題求解解的結(jié)果果的可信信度，可可以基于于系統(tǒng)不不同個(gè)體體的獨(dú)立立解決問問題的能能力，采采用不同同的信息息與知識(shí)識(shí)或不同同的信息息處理機(jī)機(jī)制獲得得問題的的結(jié)果，通過個(gè)個(gè)體之間間的相互互作用，最終獲獲得高可可靠性的的結(jié)果。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用7 系統(tǒng)協(xié)同同的問題題(續(xù))(2)樹型協(xié)作作(treecooperation)系統(tǒng)中高高

8、層的功功能系統(tǒng)統(tǒng)或人/群體依據(jù)據(jù)下層獲獲得的結(jié)結(jié)果做出出進(jìn)一步步處理工工作。(3)循環(huán)協(xié)作作(recursive cooperation)為了求得得問題的的結(jié)果，系統(tǒng)的的個(gè)體之之間相互互依賴，往復(fù)協(xié)協(xié)作。(4)混雜協(xié)作作(hybrid cooperation)整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)在某些些級(jí)上采采用水平平協(xié)作的的類型，而在系系統(tǒng)整體體上又是是樹型協(xié)協(xié)作或循循環(huán)協(xié)作作類型，或整體體上采用用水平協(xié)協(xié)作類型型而局部部上采用用樹型或或循環(huán)協(xié)協(xié)作類型型。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用8 系統(tǒng)的兩兩種協(xié)作作形式CIPS系統(tǒng)內(nèi)主主要存在在任務(wù)共共享(Tasksharing)、結(jié)果共共享(Result

9、 sharing)兩種協(xié)作作形式：任務(wù)共享享各系統(tǒng)相相互協(xié)作作，分擔(dān)擔(dān)各子任任務(wù)的處處理負(fù)荷荷，而且且當(dāng)一個(gè)個(gè)單元的的任務(wù)太太重而無(wú)無(wú)法完成成時(shí)，它它將把任任務(wù)分解解，讓其其它單元元承擔(dān)并并完成。結(jié)果共享享系統(tǒng)內(nèi)的的各單元元相互傳傳遞并共共同利用用根據(jù)不不同觀點(diǎn)點(diǎn)方法所所得出的的有關(guān)總總體問題題得部分分結(jié)果，通過相相互交換換部分暫暫時(shí)得結(jié)結(jié)果相互互協(xié)同工工作。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用9 系統(tǒng)協(xié)同同的關(guān)鍵鍵技術(shù)問問題-沖突的消消解資源沖突突、目標(biāo)標(biāo)沖突、結(jié)果沖沖突- CSCW(ComputerSupported cooperative Work)理論與應(yīng)應(yīng)用-群件技術(shù)術(shù)

10、-分布式智智能控制制理論和和方法、MAS多智能體體MultiAgentSystem、 移動(dòng)動(dòng)智能體體mobileAgentSystem-人-人、人-機(jī)系統(tǒng)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用10 6.2.3控制、決決策與管管理集成成問題CIPS系統(tǒng)本質(zhì)質(zhì)上是一一類混雜雜（Hybrid）系統(tǒng):離散事件件系統(tǒng)和和連續(xù)時(shí)時(shí)間系統(tǒng)統(tǒng)的混合合，分布布參數(shù)和和集中參參數(shù)的混混合，符符號(hào)系統(tǒng)統(tǒng)與數(shù)值值系統(tǒng)的的混合，模糊系系統(tǒng)和精精確系統(tǒng)統(tǒng)的混合合，定量量系統(tǒng)與與定性系系統(tǒng)混合合。信息和數(shù)數(shù)據(jù)獲取取與處理理系統(tǒng)的控控制、決決策依賴賴于獲取取數(shù)量眾眾多，性性質(zhì)各異異的定量量、半定定量、定定性語(yǔ)義義

11、的不同同模式、不同深深度及不不同層次次的過程程信息。數(shù)據(jù)信信息常常常因受工工業(yè)噪聲聲、傳感感器精度度、傳感感器故障障以及檢檢測(cè)技術(shù)術(shù)技術(shù)手手段等因因素的影影響，不不夠精確確、不一一致、不不完整，有些信信息不能能以定量量的形式式表達(dá)。1.過程數(shù)據(jù)據(jù)的預(yù)處處理技術(shù)術(shù)數(shù)據(jù)變換換、數(shù)據(jù)據(jù)校正、濾波等等預(yù)處理理手，將將真實(shí)信信號(hào)從含含有噪聲聲的混合合信號(hào)分分離出來(lái)來(lái)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用11 數(shù)據(jù)校正正問題(1)隨機(jī)誤差差的處理理數(shù)字濾波波方法利用信號(hào)號(hào)與噪聲聲隨自變變量改變變的頻率率不同將將真實(shí)信信號(hào)與噪噪聲分離離。高通通濾波、低通濾濾波、數(shù)數(shù)據(jù)平滑滑等數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)調(diào)(Data

12、Reconciliation)技術(shù)根據(jù)由物物料平衡衡和能量量平衡等等方程建建立起來(lái)來(lái)的精確確數(shù)學(xué)模模型，以以估計(jì)值值和測(cè)量量值的方方差最小小為目標(biāo)標(biāo)，構(gòu)造造估計(jì)模模型，為為測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)提供供一個(gè)最最優(yōu)估計(jì)計(jì)，以及及時(shí)準(zhǔn)確確地檢測(cè)測(cè)誤差的的存在，近而剔剔除或補(bǔ)補(bǔ)償其影影響。(2)顯著誤差差的處理理a)基于理論論分析可可能導(dǎo)致致顯著誤誤差的因因素并進(jìn)進(jìn)行相應(yīng)應(yīng)處理b)基于硬件件冗余，借助不不同的測(cè)測(cè)量手段段對(duì)同一一過程變變量進(jìn)行行測(cè)量，通過結(jié)結(jié)果比較較來(lái)識(shí)別別顯著誤誤差。c)基于測(cè)量量數(shù)據(jù)的的統(tǒng)計(jì)特特性進(jìn)行行檢驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)假設(shè)設(shè)檢驗(yàn)、殘差分分析、廣廣義似然然法、貝貝葉斯、主元分分析法)2020-02-1

13、0CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用12 數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)調(diào)化工過程程測(cè)量的的基本模模型可以以表示為為： 其中：為被測(cè)變變量測(cè)量量值；為被測(cè)變變量真實(shí)實(shí)值；代表測(cè)量量誤差。 其中：是測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)的估計(jì)是測(cè)量誤誤差的方方差是未測(cè)向向量的估計(jì)值值2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用13 數(shù)據(jù)變換換數(shù)據(jù)變換換影響過過程模型型的精度度和非線線性映射射能力以以及數(shù)值值優(yōu)化算算法的運(yùn)運(yùn)行結(jié)果果。包括括標(biāo)度(Scaling)、轉(zhuǎn)換和和權(quán)函數(shù)數(shù)三各方方面標(biāo)度對(duì)工業(yè)過過程中出出現(xiàn)的工工程單位位不同或或數(shù)值數(shù)數(shù)量級(jí)相相差較大大的測(cè)量量數(shù)據(jù)，利用合合適的因因子進(jìn)行行標(biāo)度，避免因因?yàn)橛?jì)算算機(jī)字長(zhǎng)長(zhǎng)而丟失失有用信信息或

14、引引起算法法的不穩(wěn)穩(wěn)定。轉(zhuǎn)換包括直接接轉(zhuǎn)換和和尋找新新變量代代替原變變量，通通過轉(zhuǎn)換換可有效效地降低低原對(duì)象象的非線線性特性性(如對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換)。權(quán)函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)變變量動(dòng)態(tài)態(tài)特性的的補(bǔ)償，使穩(wěn)態(tài)態(tài)模型實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)過過程動(dòng)態(tài)態(tài)估計(jì)成成為可能能。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用14 2.過程數(shù)據(jù)據(jù)的軟測(cè)測(cè)量技術(shù)術(shù)軟測(cè)量技技術(shù)的理理論根源源是20世紀(jì)70年代Brosillow提出的推推斷控制制。把把自動(dòng)控控制技術(shù)術(shù)與生產(chǎn)產(chǎn)工藝過過程知識(shí)識(shí)有機(jī)結(jié)結(jié)合起來(lái)來(lái)，應(yīng)用用計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)對(duì)對(duì)生產(chǎn)過過程中一一些難于于測(cè)量或或不能測(cè)測(cè)量的重重要變量量(主導(dǎo)變量量)，選擇另另外一些些容易測(cè)測(cè)量的變變量(輔助變量

15、量或二次次變量)，通過構(gòu)構(gòu)成某種種數(shù)學(xué)關(guān)關(guān)系來(lái)推推斷和估估計(jì)，以以軟件來(lái)來(lái)代替硬硬件(傳感器)功能。過程ud1d2yy 主導(dǎo)變量量； 可測(cè)的輔輔助變量量d1可測(cè)擾動(dòng)動(dòng)；d2不可測(cè)擾擾動(dòng)；u 控制變量量2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用15 軟測(cè)量系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)測(cè)量數(shù)據(jù)據(jù)預(yù)處理模模塊簡(jiǎn)單機(jī)理理模型軟測(cè)量模模型長(zhǎng)期校正正模塊初始模型型在線校正正模型歷史數(shù)據(jù)據(jù)模型參數(shù)數(shù)修正的模模型參數(shù)數(shù)歷史數(shù)據(jù)據(jù)化驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用16 軟測(cè)量模模型(1)機(jī)理方法法基于物料料平衡、能量平平衡、動(dòng)動(dòng)量平衡衡、相平平衡、傳傳熱傳質(zhì)質(zhì)等基本本動(dòng)力學(xué)學(xué)方程(2)經(jīng)驗(yàn)方法

16、法系統(tǒng)辯識(shí)識(shí)用用測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)直接接求取模模型的方方法參數(shù)估計(jì)計(jì)根根據(jù)既定定的模型型結(jié)構(gòu)由由測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)確定定參數(shù)的的方法a)基于狀態(tài)態(tài)估計(jì)的的方法Luenberger觀測(cè)器、Kalman濾波器b)基于回歸歸分析的的方法最小二乘乘法、主主元回歸歸法、部部分最小小二乘法法(PLS)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用17 軟測(cè)量模模型(續(xù))(3)基于人工工智能方方法a)人工神經(jīng)經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)絡(luò)b)模糊技術(shù)術(shù)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用18 3.復(fù)雜過程程數(shù)據(jù)處處理技術(shù)術(shù)不同信息息控制與與決策層層次之間間的信息息表達(dá)、傳遞、通訊和和融合處處理機(jī)制制，混雜雜信息的的變換、信息

17、與與數(shù)據(jù)的的壓縮、信息特特征的提提取與恢恢復(fù)、信信息與數(shù)數(shù)據(jù)的挖挖掘。復(fù)雜工業(yè)業(yè)對(duì)象模模型化(1)模型化方方法白箱方法法、灰箱箱方法、黑箱方方法(3)分層系統(tǒng)統(tǒng)信息模模式的非非同態(tài)性性導(dǎo)致系系統(tǒng)模型型形式的的復(fù)雜化化(2)模型化的的精度和和模型的的適應(yīng)性性2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用19 基于模型型的控制制和基于于知識(shí)的的控制(1)基于模型型的控制制技術(shù)實(shí)例：預(yù)預(yù)測(cè)控制制技術(shù)預(yù)測(cè)控制制技術(shù)的的產(chǎn)生并并不是理理論發(fā)展展的需要要，而首首先是工工業(yè)實(shí)踐踐向控制制提出的的挑戰(zhàn)。現(xiàn)代控制制理論(基于狀態(tài)態(tài)空間的的分析設(shè)設(shè)計(jì)方法法、最優(yōu)優(yōu)性能指指標(biāo)的設(shè)設(shè)計(jì)理論論)取得空前前成果但但仍

18、面臨臨巨大挑挑戰(zhàn)：i)現(xiàn)代控制制理論的的基點(diǎn)是是對(duì)象精精確的數(shù)數(shù)學(xué)模型型ii)工業(yè)對(duì)象象的結(jié)構(gòu)構(gòu)、參數(shù)數(shù)和環(huán)境境都具有有很大的的不確定定性(魯棒性/最優(yōu)性)iii)工業(yè)控制制中必須須考慮到到控制手手段的經(jīng)經(jīng)濟(jì)性，對(duì)工業(yè)業(yè)控制計(jì)計(jì)算機(jī)的的要求不能能太高(簡(jiǎn)易性/實(shí)時(shí)性)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用20 A)預(yù)測(cè)控制制的基本本構(gòu)成i)預(yù)測(cè)模型型根據(jù)對(duì)象象的歷史史信息和和未來(lái)的的輸入預(yù)預(yù)測(cè)其未未來(lái)的輸輸出(動(dòng)態(tài)行為為)。模型的功功能狀態(tài)方程程傳遞函數(shù)數(shù)階躍響應(yīng)應(yīng)脈沖響應(yīng)應(yīng)非線性模模型.漸近穩(wěn)定定的線性性對(duì)象，非參數(shù)數(shù)模型ii)滾動(dòng)優(yōu)化化通過優(yōu)化化控制算算法，追追求某一一性能指指

19、標(biāo)的最最優(yōu)來(lái)確確定未來(lái)來(lái)的控制制作用。性能指標(biāo)標(biāo)構(gòu)造通通常基于于對(duì)象輸輸出在未未來(lái)采樣樣點(diǎn)上跟跟蹤某一一期望軌軌跡的方方差為最最?。豢乜刂颇芰苛孔钚《瑫r(shí)保保持輸出出在某一一給定的的范圍等等有限時(shí)段段的滾動(dòng)動(dòng)優(yōu)化，優(yōu)化不不是一次次離線進(jìn)進(jìn)行，而而是反復(fù)復(fù)在線進(jìn)進(jìn)行2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用21 預(yù)測(cè)控制制的基本本構(gòu)成(續(xù))iii)反饋校正正閉環(huán)控制制算法(不僅基于于模型，同時(shí)利利用實(shí)際際輸出的的反饋值值)?；趦?yōu)化化性能指指標(biāo)確定定了一系系列未來(lái)來(lái)的控制制作用后后，為了了防止模模型失配配或環(huán)境境的干擾擾引起的的控制效效果與理理想狀態(tài)態(tài)的偏離離，通常常的作法法不是把把求

20、得的的控制作作用序列列逐一全全部實(shí)施施，而只只是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)本時(shí)刻刻的控制制作用，到下一一采樣時(shí)時(shí)刻，首首先檢測(cè)測(cè)對(duì)象的的實(shí)際輸輸出，并并利用它它對(duì)基于于模型的的相應(yīng)預(yù)預(yù)測(cè)值進(jìn)進(jìn)行修正正，在進(jìn)進(jìn)行新的的優(yōu)化。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用22 B)動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(DMC)i)預(yù)測(cè)模型型對(duì)于漸近近穩(wěn)定的的對(duì)象，動(dòng)態(tài)信信息可近近似用單單位階躍躍響應(yīng)的的采樣參參數(shù)構(gòu)成成有限集集合描述述：根據(jù)線性性系統(tǒng)的的比例疊疊加性質(zhì)質(zhì)，可以以利用上上述的階階躍響應(yīng)應(yīng)模型參參數(shù)預(yù)測(cè)測(cè)對(duì)象在在未來(lái)時(shí)時(shí)刻的輸輸出值。在k時(shí)刻控制制作用有有一增量量時(shí)，在在其作用用下未來(lái)來(lái)深刻的的輸出在M個(gè)連續(xù)的的控制

21、增增量u(k),u(k+M-1)的作用下下未來(lái)時(shí)時(shí)刻輸出出值(B-1)(B-2)(B-3)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用23 預(yù)測(cè)模型型（單位位階躍響響應(yīng)）2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用24 ii)滾動(dòng)優(yōu)化化動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)1)在每一時(shí)時(shí)刻k，M個(gè)連續(xù)的的控制增增量u(k),u(k+M-1)(控制時(shí)域域)，使被控控對(duì)象在在其作用用下未來(lái)來(lái)P個(gè)時(shí)刻(優(yōu)化時(shí)域域)的輸出預(yù)預(yù)測(cè)值盡可能接接近給定定的期望望值w(K+i), i=1,P，規(guī)定MP，P N，同時(shí)考考慮控制制增量變變化不能能過分劇劇烈的要要求構(gòu)成成優(yōu)化性性能指標(biāo)標(biāo)為：(B-4)在不考慮慮約束的

22、的情況下下，求在在預(yù)預(yù)測(cè)模型型(B-3)下使性能能指標(biāo)(B-4)最小的優(yōu)優(yōu)化問題題2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用25 基于模型型的預(yù)測(cè)測(cè)控制Referencek+Mk+PProcessModelPredictionfuturepastInput2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用26 模型輸出出反饋校校正2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用27 基于模型型的預(yù)測(cè)測(cè)控制機(jī)機(jī)制2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用28 動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)2)以向量的的形式改改寫(B-3)、(B-4)(B-5)其中：(B-6)其中：2020-02-1

23、0CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用29 動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)3)(B-5)代入(B-6)(B-7)求極值的的必要條條件：得到：僅將控制制作用序序列中即即時(shí)控制制質(zhì)量構(gòu)構(gòu)成控制制作用施施加給對(duì)對(duì)象：(B-8)(B-9)其中：(B-10)表示取首首元素運(yùn)運(yùn)算控制向量量2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用30 動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)4)iii)反饋校正正k時(shí)刻將控控制u(k)加于對(duì)象象，相當(dāng)當(dāng)于在對(duì)對(duì)象得輸輸入端加加了一個(gè)個(gè)幅值為為u(k)的階躍激激勵(lì)，根根據(jù)(B-2)可以計(jì)算算在控制制作用下下未來(lái)時(shí)時(shí)刻的輸輸出預(yù)測(cè)測(cè)值：(B-11)經(jīng)移位處處理，可可以作為為k+1時(shí)刻的初初始預(yù)測(cè)

24、測(cè)值進(jìn)行行新的優(yōu)優(yōu)化計(jì)算算。但是是由于實(shí)實(shí)際過程程中存在在模型失失配、環(huán)環(huán)境干擾擾等因素素，由(B-11)得到的預(yù)預(yù)測(cè)值肯肯定偏離離實(shí)際值值，需要要利用實(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)測(cè)信息進(jìn)進(jìn)行反饋饋校正：構(gòu)造輸出出誤差：(B-12)采用對(duì)e(k+1)加權(quán)的方方式對(duì)輸輸出的預(yù)預(yù)測(cè)值進(jìn)進(jìn)行修正正(B-13)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用31 模型輸出出反饋校校正2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用32 動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)5)其中：為校正后后的輸出出預(yù)測(cè)向向量為校正向向量在k+1時(shí)刻，時(shí)時(shí)間基點(diǎn)點(diǎn)的變動(dòng)動(dòng)，k+1時(shí)刻的初初始預(yù)測(cè)測(cè)值可以以通過移位獲得得，構(gòu)造造移位陣陣：2020

25、-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用33 動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)6)k+1輸出初始始預(yù)測(cè)值值為：(B-14)基于(B-14)又可以像像上述以以k時(shí)刻為基基點(diǎn)的方方法進(jìn)行行k+1時(shí)刻的優(yōu)優(yōu)化計(jì)算算，反復(fù)復(fù)在線進(jìn)進(jìn)行。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用34 動(dòng)態(tài)矩陣陣控制對(duì)象控制預(yù)測(cè)校正2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用35 C)多變量系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)矩陣陣控制設(shè)被控對(duì)對(duì)象有m個(gè)控制輸輸入，p個(gè)輸出，假定已已測(cè)得每每一輸出出yi對(duì)每一輸輸入uj的階躍響響應(yīng)aij(t)，則模型型向量表表達(dá)為：(C-1)i)預(yù)測(cè)模型型考慮uj有一個(gè)增增量uj(k)時(shí),yi在未來(lái)N

26、個(gè)時(shí)刻的的輸出預(yù)預(yù)測(cè)值：(C-2)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用36 多變量動(dòng)動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)1)在uj依次有M個(gè)增量uj(k), , uj(k+M)時(shí),yi在未來(lái)P個(gè)時(shí)刻的的輸出預(yù)預(yù)測(cè)值：(C-3)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用37 多變量動(dòng)動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)2)根據(jù)線性性系統(tǒng)的的疊加性性質(zhì)處理理系統(tǒng)輸輸出yi受到u1, , um共同作用用時(shí)的情情況：(C-4)u1, , um從k時(shí)刻起均均變化M次時(shí)，共共同作用用時(shí)的情情況：(C-5)為了簡(jiǎn)潔潔化，記記：2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用38 多變量動(dòng)動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法

27、(續(xù)3)則可得到到一般的的多變量量系統(tǒng)的的預(yù)測(cè)模模型：(C-6)(C-7)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用39 多變量動(dòng)動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)4)ii)滾動(dòng)優(yōu)化化在不考慮慮約束的的情況下下，可以以求得全全部控制制增量：(C-8)(C-9)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用40 多變量動(dòng)動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)5)即時(shí)控制制增量：(C-10)(C-11)(C-12)(C-13)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用41 iii)反饋校正正多變量動(dòng)動(dòng)態(tài)矩陣陣控制算算法(續(xù)6)(C-14)(C-15)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用4

28、2 D)動(dòng)態(tài)矩陣陣控制的的參數(shù)設(shè)設(shè)計(jì)(i)采樣周期期T(ii)優(yōu)化時(shí)域域P，控制時(shí)時(shí)域MP：穩(wěn)定性性(魯棒性)、動(dòng)態(tài)快快速性M：優(yōu)化變變量的個(gè)個(gè)數(shù)，在在P確定的情情況下，M越小，越越難保證證輸出在在各采樣樣點(diǎn)緊密密跟蹤期期望值，所得到到得性能能指標(biāo)也也就越差差。(iii)誤差權(quán)矩矩陣Q和控制權(quán)權(quán)矩陣(iv)校正矩陣陣H直接可調(diào)調(diào)得運(yùn)算算參數(shù)，僅在對(duì)對(duì)象受到到未知干干擾或存存在模型型失配造造成預(yù)測(cè)測(cè)輸出與與實(shí)際輸輸出不一一致時(shí)才才起作用用，而對(duì)對(duì)控制的的動(dòng)態(tài)響響應(yīng)沒有有明顯的的影響2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用43 E)有約束的的多變量量動(dòng)態(tài)矩矩陣控制制二次規(guī)劃劃問題，非線性

29、性規(guī)劃方方法2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用44 F)預(yù)測(cè)控制制技術(shù)在在工業(yè)過過程的應(yīng)應(yīng)用Primary ControlProcessing UnitPrimary ControlProcessing UnitPrimary ControlProcessing UnitPrimary ControlProcessing UnitMPCMPCMPCMPCModel Based OptimizerProduction SchedulerHierarchyinproductionplantcontrol of acontinuousproduction site2020-02-10

30、CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用45 預(yù)測(cè)控制制的工業(yè)業(yè)應(yīng)用00.20.40.60.811.21.41.61.82x 10414001402140414061408141014121414141614181420Measured throat temperaturetimeTemperature (0C)00.511.522.53probability density functionprobability densityCpk = 0.96024681012Cpk = 0.96Cpk = 4.3024681012Cpk = 0.96Cpk = 1.6EconomicbenefitStandar

31、dControlModelPredictive ControlwithoutoptimizationModelPredictive Controlwithperformanceoptimization2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用46 (2)基于知識(shí)識(shí)的控制制技術(shù)智能控制制理論與與方法的的研究-模糊控制制技術(shù)-人工神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-專家系統(tǒng)統(tǒng)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用47 工況監(jiān)測(cè)測(cè)和過程程故障診診斷技術(shù)術(shù)干擾和異異常事件件的發(fā)生生盡管基于于性能優(yōu)優(yōu)良的控控制系統(tǒng)統(tǒng)的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，但但是生產(chǎn)產(chǎn)過程的的運(yùn)行仍仍離不開開操作人人員經(jīng)常常性的干干預(yù)，以以預(yù)防操操作工

32、況況的惡化化。(1)工況監(jiān)測(cè)測(cè)正常操作作工況的的統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)模型過程對(duì)象象的反應(yīng)應(yīng)機(jī)理模模型操作經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)和專業(yè)業(yè)知識(shí).集成化方方法過程的監(jiān)監(jiān)視、評(píng)評(píng)估操作的指指導(dǎo)化工過程程的動(dòng)態(tài)態(tài)仿真技技術(shù)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用48 (2)故障檢測(cè)測(cè)和診斷斷(Faultdetectonand diagnosticsFDD)故障(Fault)系統(tǒng)至少少一個(gè)特特性或參參數(shù)出現(xiàn)現(xiàn)了較大大的偏差差，超出出了可以以接受的的范圍，系統(tǒng)性性能明顯顯低于正正常的水水平，難難于完成成系統(tǒng)預(yù)預(yù)期的功功能。故障檢測(cè)測(cè)和診斷斷(FDD)根據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)癥候，確定是是否發(fā)生生了故障障，確定定故障的的種類，故障發(fā)發(fā)生的部

33、部位，并并確定故故障的大大小以及及故障發(fā)發(fā)生的時(shí)時(shí)間故障檢測(cè)測(cè)和診斷斷(FDD)工作環(huán)節(jié)節(jié)故障建模模按照先驗(yàn)驗(yàn)信息和和輸入輸輸出關(guān)系系，建立立系統(tǒng)故故障的數(shù)數(shù)學(xué)模型型，作為為故障診診斷的依依據(jù)。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用49 (5)故障的評(píng)評(píng)價(jià)與決決策判斷故障障的嚴(yán)重重程度及及其對(duì)診診斷對(duì)象象的影響響和發(fā)展展趨勢(shì)，針對(duì)不不同的工工況采取取不同的的措施。故障檢測(cè)測(cè)和診斷斷(續(xù)1)(2)故障檢測(cè)測(cè)從可測(cè)量量或不可可測(cè)量變變量的估估計(jì)中，判斷被被診斷系系統(tǒng)是否否發(fā)生了了故障。(3)故障分離離在檢測(cè)出出故障后后，給出出故障源源的位置置，區(qū)別別出故障障原因是是執(zhí)行器器、傳感感器、

34、被被控對(duì)象象或者是是特大擾擾動(dòng)。(4)故障辨識(shí)識(shí)在分離出出故障后后，確定定故障的的大小、發(fā)生時(shí)時(shí)刻及其其時(shí)變特特性。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用50 故障檢測(cè)測(cè)和診斷斷(續(xù)2)性能指標(biāo)標(biāo)檢測(cè)靈敏度及時(shí)性漏報(bào)率誤報(bào)率診斷分離能力故障辯識(shí)的準(zhǔn)確性2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用51 故障檢測(cè)測(cè)和診斷斷(續(xù)3)故障診斷斷的方法法2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用52 綜合自動(dòng)動(dòng)化系統(tǒng)統(tǒng)集成優(yōu)優(yōu)化與決決策理論論與方法法本質(zhì)上是是有約束束、多目目標(biāo)、多多自由度度的優(yōu)化化與決策策，所追追求的往往往不是是單一的的最優(yōu)指指標(biāo)，而而是多種種要求經(jīng)經(jīng)過協(xié)調(diào)調(diào)

35、后的綜綜合結(jié)果果。追求一個(gè)個(gè)“精確確的”最最優(yōu)的工工作點(diǎn)方方式來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化化與決策策策略滿意的過過程操作作工況區(qū)區(qū)域，立立足于滾滾動(dòng)優(yōu)化化機(jī)制僅靠傳統(tǒng)統(tǒng)“自主主型”控控制決策策的方法法解決工工業(yè)系統(tǒng)統(tǒng)的整體體優(yōu)化與與決策這這個(gè)命題顯顯得力不不從心通過人機(jī)協(xié)同同工作方方式，發(fā)發(fā)揮人與與計(jì)算機(jī)機(jī)各自的的特長(zhǎng)，將人直直覺思維維能力與計(jì)計(jì)算機(jī)學(xué)學(xué)習(xí)能力力相結(jié)合合，可以以減少系系統(tǒng)的搜搜索空間間，使復(fù)復(fù)雜的問問題在有限限的時(shí)間間內(nèi)，有有限的背背景知識(shí)識(shí)條件下下得到解解決，共共同解決決優(yōu)化與與決策復(fù)雜雜命題。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用53 2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)

36、與應(yīng)應(yīng)用54 6.2.5信息的綜綜合利用用問題生產(chǎn)過程程信息的的巨大存存儲(chǔ)量拙劣的數(shù)數(shù)據(jù)分析析、挖掘掘，綜合合利用能力數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)(DW)支持管理理決策過過程的、面向主主題的、集成的的、穩(wěn)定定的、不不同時(shí)間間的數(shù)據(jù)據(jù)集合。存儲(chǔ)面向向管理應(yīng)應(yīng)用與綜綜合分析析的集成成化和綜綜合性信信息，從從歷史的的角度描描述系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)和和狀態(tài)的的變化，要求采采用能夠夠反映時(shí)時(shí)間維特特征的數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)基于傳統(tǒng)統(tǒng)的面向向業(yè)務(wù)的的數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)或外界界數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)作為數(shù)數(shù)據(jù)源，經(jīng)過提提煉、加加工、匯匯總和歸歸一化整整理，生生成符合合數(shù)據(jù)應(yīng)應(yīng)用語(yǔ)義義規(guī)范要要求的數(shù)數(shù)據(jù)集合合；支持多種種復(fù)雜的的數(shù)據(jù)應(yīng)應(yīng)用和綜綜合性的的管理決決策分析析

37、；2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用55 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)(DW)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用56 知識(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)(KDD)與數(shù)據(jù)挖挖掘(DM)KDD(Knowledge DiscoveryinDatabase)是從大量的的數(shù)據(jù)信信息中獲獲取正確確、新穎穎、有潛潛在應(yīng)用用價(jià)值和和最終可可被理解解的模式式的非平平凡過程程。DM(Data Mining)是KDD綜合過程程中的一一個(gè)具體體但卻是是關(guān)鍵的的步驟，DM是從數(shù)據(jù)據(jù)中提取取模式的的過程。數(shù)據(jù)挖掘掘是KDD最核心的的部分，是采用用機(jī)器學(xué)學(xué)習(xí)、統(tǒng)統(tǒng)計(jì)等方方法進(jìn)行行知識(shí)學(xué)學(xué)習(xí)的階階段。模式按功功能可分分有兩大大類：預(yù)預(yù)

38、測(cè)型（Predictive）模式和和描述型型（Descriptive）模式。預(yù)測(cè)型模模式:根據(jù)數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)的值值精確確確定某種種結(jié)果的的模式。描述型模模式：對(duì)數(shù)據(jù)據(jù)中存在在的規(guī)則則做一種種描述，或者根根據(jù)數(shù)據(jù)據(jù)的相似似性把數(shù)據(jù)據(jù)分組。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用57 六種具體體的DM模式(1)分類模式式分類模式式是一個(gè)個(gè)分類函函數(shù)（分分類器），能夠夠把數(shù)據(jù)據(jù)集中的的數(shù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng)映射到到某個(gè)給給定的類類上。分分類模式式往往表表現(xiàn)為一一棵分類類樹，根根據(jù)數(shù)據(jù)據(jù)的值從從樹根開開始搜索索，沿著著數(shù)據(jù)滿滿足的分分支往上上走，走走到樹葉葉就能確確定類別別。(2)回歸模式式回歸模式式的函數(shù)數(shù)定

39、義與與分類模模式相似似，它們們的差別別在于分分類模式式的預(yù)測(cè)測(cè)值是離離散的，回歸模模式的預(yù)預(yù)測(cè)值是是連續(xù)的的。(3)時(shí)間序列列模式時(shí)間序列列模式根根據(jù)數(shù)據(jù)據(jù)隨時(shí)間間變化的的趨勢(shì)預(yù)預(yù)測(cè)將來(lái)來(lái)的值。受監(jiān)督模模式提取取過程，在建立立模式前前數(shù)據(jù)的的結(jié)果是是已知的的，建立立這些模模式時(shí)，使用一一部分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)作為為樣本，用另一一部分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)來(lái)檢檢驗(yàn)、校校正模式式。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用58 (4)聚類模式式聚類模式式把數(shù)據(jù)據(jù)劃分到到不同的的組中，組之間間的差別別盡可能能大，組組內(nèi)的差差別盡可可能小。六種具體體的DM模式(續(xù))(5)關(guān)聯(lián)模式式是數(shù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng)之間的的關(guān)聯(lián)規(guī)規(guī)則。(6)序列

40、模式式序列模式式與關(guān)聯(lián)聯(lián)模式相相仿，而而把數(shù)據(jù)據(jù)之間的的關(guān)聯(lián)性性與時(shí)間間聯(lián)系起起來(lái)。為為了發(fā)現(xiàn)現(xiàn)序列模模式，不不僅需要要知道事事件是否否發(fā)生，而且需需要確定定事件發(fā)發(fā)生的時(shí)時(shí)間。模式建立立前結(jié)果果是未知知的，模模式的產(chǎn)產(chǎn)生不受受任何監(jiān)監(jiān)督。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用59 決策支持持系統(tǒng)(DSS)的理論和和方法2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用60 (1)決策支持持系統(tǒng)的的產(chǎn)生和和發(fā)展決策人們?cè)谌杖粘９ぷ髯骱蜕罨钪凶龀龀龅倪x擇擇和決定定事務(wù)處理理系統(tǒng)(TransactionProcessing SystemTPS)20世紀(jì)50年代,電子計(jì)算算機(jī)作為為信息

41、處處理工具具，廣泛泛用于政政府、企企業(yè)等場(chǎng)場(chǎng)合進(jìn)行行信息的的收集、存儲(chǔ)、加工和和整理。（財(cái)物、生產(chǎn)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)）等等業(yè)務(wù)的的數(shù)據(jù)處處理，減減輕人的的工作負(fù)負(fù)擔(dān)，提提高工作作效率。決策支持持系統(tǒng)(DecisionSupportSystemDSS)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用61 管理信息息系統(tǒng)(Management Information SystemMIS)20世紀(jì)60年代，計(jì)計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)在全全面掌握握組織內(nèi)內(nèi)部信息息流通與與處理的的基礎(chǔ)上上，合理理組織信信息處理理方式，生成各各種報(bào)表表。提高信息息處理的的效率能能力，工工作的協(xié)協(xié)調(diào)一致致性決策支持持系統(tǒng)(DecisionSup

42、port SystemDSS)20世紀(jì)70年代，計(jì)計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)在信信息分析析基礎(chǔ)上上，根據(jù)據(jù)主客觀觀情況作作出判斷斷和選擇擇。面向決策策問題，基于交交互式計(jì)計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)幫助助決策使使用數(shù)據(jù)據(jù)和模型型，解決決半結(jié)構(gòu)構(gòu)化和非非結(jié)構(gòu)化化的問題題2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用62 決策趨于于困難和和復(fù)雜由于技術(shù)術(shù)進(jìn)步，可選用用的方案案增多決策失誤誤的代價(jià)價(jià)可能很很大(連鎖反應(yīng)應(yīng))決策所需需的信息息可能難難以獲取取必須迅速速作出決決策計(jì)算機(jī)決決策支持持快速計(jì)算算克服人類類處理和和存儲(chǔ)中中認(rèn)知能能力的限限制減少費(fèi)用用，減少少專家群群體的規(guī)規(guī)模技術(shù)支持持(數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體體、數(shù)據(jù)據(jù)處理)質(zhì)

43、量支持持(更多方案案，評(píng)價(jià)價(jià)、分析析、仿真真)競(jìng)爭(zhēng)支持持企業(yè)過程程再造工工程2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用63 (2)決策支持持系統(tǒng)的的組成數(shù)據(jù)庫(kù)DB模型庫(kù)MB數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS模型庫(kù)管理系統(tǒng)MBMS對(duì)話管理系統(tǒng)DGMS用戶2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用64 計(jì)算機(jī)決決策支持持系統(tǒng)的的基本部部件人機(jī)接口口(對(duì)話系統(tǒng)統(tǒng)/語(yǔ)言系統(tǒng)統(tǒng))數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù)庫(kù)管管理系統(tǒng)統(tǒng))模型庫(kù)(模型庫(kù)管管理系統(tǒng)統(tǒng))知識(shí)庫(kù)(知識(shí)庫(kù)管管理系統(tǒng)統(tǒng))方法庫(kù)(方法庫(kù)管管理系統(tǒng)統(tǒng))LS問題處理理系統(tǒng)PPS數(shù)據(jù)庫(kù)模型庫(kù)知識(shí)庫(kù)KS用戶2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用65 (3)

44、DSS的功能(1)人機(jī)協(xié)同同作用的的系統(tǒng)(2)支持決策策、輔助助決策，不是代代替決策策者(3)由用戶主主導(dǎo)進(jìn)行行決策分分析(4)可以對(duì)組組織的各各層次(高層、中中層、基基層)進(jìn)行決策策支持(5)主要支持持半結(jié)構(gòu)構(gòu)化決策策，能支支持結(jié)構(gòu)構(gòu)化決策策，在一一定程度度上支持持非結(jié)構(gòu)化化決策。(6)較高的使使用靈活活性、適適應(yīng)性和和靈活性性(7)較好用戶戶友好性性，非計(jì)計(jì)算機(jī)專專業(yè)人士士使用(8)提高工作作效能而而非提高高效率(9)作用不全全是提供供決策結(jié)結(jié)論，是是在支持持過程中中提高決決策者的的洞察力力和決策策水平2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用66 (4)DSS的相關(guān)技技術(shù)領(lǐng)域域(

45、1)過程專業(yè)業(yè)技術(shù)(2)管理科學(xué)學(xué)、運(yùn)籌籌學(xué)與系系統(tǒng)工程程(3)計(jì)算機(jī)技技術(shù)(數(shù)據(jù)庫(kù)、編程語(yǔ)語(yǔ)言、操操作統(tǒng))(4)人工智能能(5)行為科學(xué)學(xué)2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用67 (6)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)與管理理過程計(jì)計(jì)算機(jī)決決策支持持案例分分析(A)煉油生產(chǎn)工工藝過程程2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用68 (B)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)營(yíng)決策活活動(dòng)的特特點(diǎn)(i)范圍廣、跨度大大從決策的的范圍：有例行的(如生產(chǎn)計(jì)計(jì)劃、生生產(chǎn)調(diào)度度等)、非例行的(如企業(yè)發(fā)發(fā)展規(guī)劃劃、經(jīng)營(yíng)營(yíng)決策等等)從決策的的跨度：時(shí)間跨跨度有短短期的(幾天)、中期的的(月、季、年等)和長(zhǎng)期的的(幾年、十十幾年)；空間

46、跨跨度，有有燃料油油生產(chǎn)系系統(tǒng)、潤(rùn)潤(rùn)滑油生生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)和石蠟蠟生產(chǎn)系系統(tǒng)。(ii)涉及的因因素多要考慮到到各種內(nèi)內(nèi)部的、外部的的多種因因素。-生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)有關(guān)(生產(chǎn)裝置置、油罐罐、產(chǎn)品品、工藝藝流程、生產(chǎn)成成本等等等)，-國(guó)家計(jì)劃劃、市場(chǎng)場(chǎng)需求等等經(jīng)營(yíng)環(huán)環(huán)境有關(guān)關(guān)(原油、產(chǎn)產(chǎn)品品種種、價(jià)格格、供給給需求求量等等等)。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用69 (iii)決策的好好壞對(duì)企企業(yè)的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益影響很很大(iv)突發(fā)性的的決策活活動(dòng)增加加(C)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)營(yíng)決策活活動(dòng)的類類型(a)制訂企業(yè)業(yè)生產(chǎn)發(fā)發(fā)展規(guī)則則企業(yè)的發(fā)發(fā)展規(guī)則則確定企企業(yè)今后后生產(chǎn)的的發(fā)展方方向，根根據(jù)確定定的企業(yè)業(yè)發(fā)展目目標(biāo)制訂訂企業(yè)發(fā)發(fā)展規(guī)劃劃，選擇擇合理的的工藝流流程(包括確定定新建裝裝置、規(guī)規(guī)模、和和原來(lái)工工藝流程程的銜接接、裝置置配套、產(chǎn)品選選擇、原原油選擇擇等等)，尋求達(dá)達(dá)到目標(biāo)標(biāo)的最佳佳方案。2020-02-10CIMS和CIPS技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用70 (b)制訂企業(yè)業(yè)年、月月生產(chǎn)計(jì)計(jì)劃、庫(kù)庫(kù)存計(jì)劃劃在系統(tǒng)外外部給出出的約束束條件和和系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部固有有的約束束條件下下，最大大限度地地增加企企業(yè)的利利潤(rùn)。年生產(chǎn)計(jì)計(jì)劃在原油供供應(yīng)量一一定，國(guó)國(guó)家指令令性指標(biāo)標(biāo)和市場(chǎng)場(chǎng)情況基基本確定定的情況況下，在在保證國(guó)國(guó)家計(jì)劃劃的完成成、滿足足市場(chǎng)需需求、工工藝條件件要求的的前提下下，確定定一個(gè)能能獲