Цикл «управление – обратная связь – прерывание»

редактировать

Слишком часто системы выходят из строя, что иногда приводит к значительной потере жизнь, удача и уверенность в поставщике продукта или услуги. Было определено, что необходим простой и полезный инструмент, который поможет в анализе взаимодействия групп и систем для определения возможных неожиданных последствий. Инструмент не должен был обеспечивать все возможные результаты взаимодействия, но должен был предоставить аналитикам и заинтересованным сторонам в разработке продуктов / услуг средство для оценки потенциальных рисков, связанных с внедрением новых функций в систему. Им нужен был инструмент мозгового штурма, чтобы выяснить, жизнеспособна ли концепция с точки зрения бизнеса. Цикл управление – обратная связь – прерывание и диаграмма анализа - это один из таких инструментов, который помог организациям анализировать свои системные рабочие процессы и исключения рабочего процесса.

Концепция цикла «Управление – Обратная связь – Прерывание» (CFA) основана на другой концепции, называемой «Контур управления – обратной связи». Контур управления - обратной связи существует уже много лет и был ключевой концепцией при разработке многих электронных устройств, таких как петли фазовой синхронизации. Ядро концепции цикла CFA было основано на важной потребности, чтобы руководители и сотрудники компаний могли предвидеть работу систем, процессов, продуктов и услуг, которые они используют и создают, до их разработки.

Содержание

  • 1 История CFA Концепция контура
    • 1.1 Концепция управления-обратной связи
  • 2 Что такое контур CFA
  • 3 Описание контура «управление-обратная связь-прерывание» (CFA)
    • 3.1 Элемент управления
    • 3.2 Обратная связь element
    • 3.3 Элемент прерывания
      • 3.3.1 Выборка и элемент обратной связи
  • 4 Создание схемы контура управления с использованием контура CFA
  • 5 Контрольные диаграммы
  • 6 Примечания и ссылки
  • 7 Внешнее ссылки

История концепции цикла CFA

Концепция цикла CFA была разработана Т. Джеймсом Леду, «Джимом», старшим консультантом и экспертом по контролю качества программного обеспечения / тестированием и владельцем ООО «Альфа Групп 3», консалтинговой компании в области управления тестированием. В 1986 году г-н Леду с помощью г-на Уоррена Йейтса, бывшего инженера из General Dynamics, Inc., обнаружил, что использование концепции управления и обратной связи для анализа динамики группы и системы не давал им полной картины, когда системы выходили из-под контроля. В 1996 году Джим Леду и доктор Ларри В. Смит, доктор философии, президент Remote Testing Services, Inc., подробно обсудили этот вопрос и пришли к выводу, что при выходе системы из строя должна присутствовать какая-то другая форма контроля. вышли из-под контроля, даже если контроль был непреднамеренным.

В 1997 году г-н Леду использовал изменение поведения, которое человек демонстрирует, управляя автомобилем в момент, когда за ним останавливается полицейская машина, чтобы описать, как происходит смена управления. Он продемонстрировал этот феномен на встрече 2003 Ассоциации разработки и управления продуктами (PDMA) в Денвере, продемонстрировав действие первого элемента управления (движение, знаки и скорость), прерываемого водителем, и второго элемента управления (полиция). автомобиль, знаки и скорость) становится основным контролем. В 2004 году г-н Леду работал с доктором Сьюзан Уиллер, Эд. Д., бывшего консультанта по дизайну инструкций в Nims, Inc. и нынешнего директора отдела технологических услуг Центрального колледжа Иллинойса, чтобы определить диапазон использования петли CFA. Цикл CFA теперь используется для анализа деятельности системы в нескольких компаниях из списка Fortune 100. Обсуждение его использования также включено в книгу управления «Takeoff !: Введение в книгу управления проектами, которая заставит ваши проекты взлетать и летать!» Д-р Дэн Прайс, DM ISBN 978-0-9707461-1-5

Было обнаружено сильное сходство между концепцией «Контрольные диаграммы» и петля CFA. Разница в двух концепциях заключалась в том, что контрольные диаграммы используются как динамическое измерение текущих условий. Цикл CFA используется для анализа того, как система с обратной связью должна работать и каковы ожидания, когда альтернативные средства управления вступят в действие намеренно или случайно. Сравнение цикла CFA и его связи с контрольными диаграммами представлено в следующем разделе этого обсуждения.

Концепция управления-обратной связи

Концепция управления-обратной связи состояла из «Управления», которое давало информацию о том, как компонент должен работать, а затем корректировал текущую операцию элемента управления на основе Обратная связь. Он использовал концепцию, называемую «выборкой», чтобы определить, как часто «элемент управления» использует информацию «обратной связи», чтобы «элемент управления» мог изменять инструкции для компонента.

Что такое цикл CFA

На рисунке 1 показана модель цикла CFA. Цикл CFA состоит из трех основных элементов - элемента Control, элемента Feedback и элемента Abort. В любой системе отсутствие любого из этих трех элементов приведет к отказу системы в какой-то момент времени. Термин «система», используемый в этом документе, может обозначать любую среду, задачу, процесс, процедуру или систему в физической, организационной или естественной структуре, где объект будет реагировать на воздействия. Опыт показывает, что даже деревья соответствуют модели CFA. Диаграмму на рисунке 1 можно использовать в качестве диаграммы анализа, вставив функции элементов управления, обратной связи и прерывания в каждый из связанных кругов, определяющих анализируемую систему. (Пример: Управление - Запросы рабочего процесса, Обратная связь - Результаты запросов, Прерывания - Запросы, которые не удались, путь исключения рабочего процесса)

Модель CFA может эффективно использоваться с 3-сигма контрольными диаграммами. Циклы CFA и контрольные диаграммы имеют одни и те же функции, которые будут обсуждаться позже в этом документе.

Рисунок 1 - Цикл CFA

Описание цикла управления – обратной связи – прерывания (CFA)

Как уже упоминалось, цикл CFA состоит из трех элементов - управления, обратной связи и прерывания. Сначала мы обсудим элемент управления цикла.

Элемент управления

Элемент управления цикла CFA, как показано на рисунке 2, управляет активностью рассматриваемой системы. Основная характеристика элемента Control заключается в том, что он всегда находится в статическом состоянии, пока не получит новую информацию из обратной связи. Это статическое состояние, в действительности, является элементом Control, удерживающим систему в состоянии status quo. Используя в качестве примера автомобиль, если предыдущая инструкция, предоставленная Управлением автомобилю, заключалась в ускорении, он продолжал бы ускоряться до тех пор, пока показание обратной связи не укажет Управляющему элементу, что Управляющий элемент должен дать команду на прекращение ускорения.

Помните, идея статического состояния не говорит о том, что ничего не происходит, а скорее о том, что ничего не меняется в инструкциях, данных системе с момента последней инструкции от Control. Если последней командой Control является ускорение, система продолжит ускорение, пока не будет указано иное.

Элемент управления является «основным элементом управления» для системы. Пока все работает в «нормальном» рабочем режиме, элемент управления остается основным.

CFALOOP2 Fig2.jpg

Рисунок 2 - Цепь CFA - Элемент управления

Элемент обратной связи

Элемент обратной связи возвращает информацию о текущем состоянии системы. В связи с тем, что элемент обратной связи всегда считывает текущее состояние системы, элемент обратной связи имеет основную характеристику всегда находиться в «динамическом» состоянии. Это означает, что обратная связь считывает постоянно меняющиеся условия. Ни одна система не находится в неизменном состоянии, кроме случаев, когда она выключена, больше не функционирует или не работает. Посмотрите на компьютер в состоянии ожидания . Он по-прежнему выполняет административные действия, даже если ожидает выполнения каких-либо действий. Изменение - это постоянное состояние элемента обратной связи.

По этой причине элемент Feedback должен предоставлять информацию элементу Control с интервалами, необходимыми для обеспечения времени элемента Control адекватно реагировать на изменяющуюся среду. Этот интервал называется «выборкой», о чем будет сказано ниже в этом документе.

CFALOOP3 Fig3.jpg

Рисунок 3 - Контур CFA - элемент обратной связи

Связь между элементом управления и элементом обратной связи осуществляется посредством «основного пути» (см. Рисунок 4). Первичный путь - это двунаправленный путь, который позволяет элементу управления запрашивать образец информации, а элемент обратной связи - отвечать.

Рисунок 4 - Цикл CFA - первичный путь

Элемент прерывания

Элемент прерывания (см. Рисунок 5) назван так, потому что он реагирует на условия, которые привели к «прерыванию» первичного пути. Затем элемент Abort берет на себя управление, пока условия не будут возвращены к приемлемым параметрам.

Рисунок 5 - Контур CFA - элемент прерывания

«Альтернативный путь» (см. Рисунок 6) используется для связи между альтернативным управлением (прерывание) и обратной связью. Обратная связь на этом этапе может быть другим набором отзывов, чем было определено для первичного пути.

Рисунок 6. Цикл CFA - альтернативный путь

Чтобы продемонстрировать, что обратная связь может быть еще одним набором элементов обратной связи, мы рассмотрим следующий пример.

Давайте еще раз воспользуемся процессом вождения автомобиля для нашего примера (см. Рисунок 7). Когда водитель управляет автомобилем, основным путем является элемент управления (педаль газа) и элемент обратной связи (спидометр и дорожные знаки ). Как только впереди обнаруживается знак стоп, водитель снимает ногу с педали газа (основной элемент управления) и нажимает на педаль тормоза (альтернативное управление). Обратите внимание, что водитель больше не смотрит на спидометр или уличные знаки, когда машина подъезжает к знаку остановки. Водитель ищет другие машины, которые могут встретиться ему на пути. Другими словами, драйвер ищет другой набор источников обратной связи. Как только он почувствует, что идти безопасно, он вернется к основному управлению и обратной связи и к основному пути.

Рисунок 7 - CFA для регулировки скорости автомобиля

Выборка и элемент обратной связи

Для того, чтобы элемент управления мог дать правильные инструкции о том, что системе необходимо делать дальше, предоставленная информация Обратная связь должна быть верным представлением текущих условий. Если контрольный элемент слишком часто использует обратную связь, это может предъявить ненужные требования к системе. Если информация читается недостаточно часто, может произойти значительная ошибка, которая приведет к отказу системы. Решение этой дилеммы состоит в том, чтобы при необходимости отбирать образцы со скоростью, которая позволяет нам быть уверенными в том, что мы все еще можем сохранять контроль над системой.

Возвращаемся к нашему авто. Скорость, с которой мы отбираем уличные знаки для получения информации, будет отличаться от того, когда мы смотрим на спидометр. Мы также можем изменить нашу частоту дискретизации, когда определенные внешние влияния вносят себя в микс обратной связи. Если за нами будет полицейская машина, велика вероятность, что мы будем проверять показания спидометра гораздо чаще, чем если бы полицейской машины не было.

Создание диаграммы контура управления с использованием контура CFA

Диаграмма контура управления - это диаграмма, которая предоставляет список каждого из условий, которые мы обнаруживаем во время анализа взаимодействия конкретного элемента в вопрос. Базовая схема контура управления показана в таблице 1.

Условия элемента управленияУсловия элемента обратной связиУсловия отмены элемента
Имя элемента управленияИмя элемента обратной связиПрервать имя элемента
Нумерованный списокНумерованный списокНумерованный список

Таблица 1 - Шаблон схемы контура управления

Схема контура управления предоставляет средство для эффективного использования петли CFA. Ниже приводится последовательность, которая позволяет нам создать информацию анализа контура CFA и преобразовать ее в диаграмму контура управления. Процесс:

A. Определите перспективу петли CFA.

Важно знать, какова перспектива. Мы можем смотреть на среду с определенной точки зрения (т. Е. С точки зрения менеджера тестирования, рассматривающего дефекты, или менеджера разработки, рассматривающего версии). Эта перспектива будет определять, что должно быть элементом управления, а что обеспечивает обратную связь для анализ.

Б. Определите, что контролирует окружающую среду.

С. Определите компоненты обратной связи.

Идентифицируя управляющую среду и элементы обратной связи, мы можем идентифицировать параметры первичного пути.

D. Определите условия, которые могут привести к прерыванию основного пути.

Условия прерывания могут дать нам представление об ограничениях и границах, в которых должен действовать основной путь.

E. Определите процессы, которые Control будет использовать для управления средой.

Взаимодействие между элементами управления и обратной связи теперь может быть проанализировано, и полученная информация может быть отображена в диаграмме контура управления.

F. Определите процессы, используемые при передаче управления Abort.

Пример взаимосвязи между контуром CFA и схемой контура управления

Следующая диаграмма контура CFA и контура управления демонстрирует взаимосвязь между контуром CFA управления версиями / отчетами о дефектах (рисунок 8) и связанным с ним Схема контура управления (таблица 2).

Рисунок 8 - Цикл CFA для контроля версий / сообщения о дефектах

Схема цикла управления для цикла CFA с акцентом на Контроль версий в качестве элемента управления (см. Таблицу 2) должна выглядеть аналогично следующей таблице (отображенной во время аналитический сеанс мозгового штурма):

Условия элемента управленияУсловия элемента обратной связиУсловия отмены элемента
Контроль версий (A)Отчет о дефектах (B)Управление проблемами (C)
1. Версия должна соответствовать инкрементному номеру подверсии, который, как ожидается, исправит следующий набор дефектов1. Дефекты сообщаются по критическим уровням1. Дефекты, которые не могут быть устранены в течение заданного времени, должны быть переданы на более ранний уровень
2. Исправленные, проверенные и пройденные дефекты приводят к увеличению счетчика подверсий2. Количество критических дефектов2. Дефекты, превышающие количество критических дефектов или возрастные ограничения для критических дефектов, автоматически создают сообщение Abort
3. Дефекты, не превышающие заранее заданное количество

Таблица 2 - Схема контура управления

Графики контроля

Графики контроля имеют очень тесную связь с контуром CFA. Контрольные диаграммы используются для отслеживания тенденции и состояния конкретного измеряемого объекта. Контрольная диаграмма (см. Рисунок 9) использует стандартное отклонение выбранных элементов, чтобы определить, находится ли элемент в границах (в допустимых условиях) или вне границ (вне допустимых условий). + 3s также определяется как верхний определенный контрольный предел или UDL. -3s также известен как нижний предел определенного контроля или LDL.

Рисунок 9 - Пределы контрольной диаграммы

Те элементы, которые находятся в границах, считаются контролируемыми (см. Рисунок 10). Они могут быть контрольным элементом цикла CFA.

Рисунок 10 - Границы контрольной диаграммы

Те элементы, которые находятся за пределами границ, считаются неконтролируемыми (см. Рисунок 11). Области за пределами границ также можно идентифицировать как элемент Abort цикла CFA.

Рисунок 11 - Зона за пределами контрольной диаграммы

Помните, что ранее в этом документе упоминалось, что цикл CFA и контрольная диаграмма имеют схожие функции, разница заключается в использовании и целях. Мы уже видели сходство Control и Abort.

Давайте посмотрим на контрольную диаграмму (см. Рисунок 12) и сравним информацию в контрольной диаграмме с элементами цикла CFA.

Рисунок 12 - Контрольная диаграмма, показывающая использование

Область «в границах» - это наш контрольный элемент. Пока наши точки данных, иногда называемые элементами, находятся в пределах области «в границах», мы говорим, что контролируем их. Точки данных - это элемент обратной связи. Области «вне границ» - это элементы Abort. Обратите внимание, что точка данных 4 находится в области «вне границ», что должно привести к передаче управления элементу Abort, чтобы предпринять действия, чтобы вернуть управление будущими точками данных. Во время анализа работы системы с использованием цикла CFA должен быть четко идентифицирован механизм прерывания, чтобы, когда система выходит за пределы во время работы, должно было быть активировано альтернативное управление, и альтернативное действие не должно быть неожиданностью для системы. дизайнеров.

Преимущество использования контрольных диаграмм связано с их способностью сообщать о динамических состояниях системы в работе. По точке данных 2 мы должны быть в состоянии увидеть, что если данные следуют тенденции, заданной предыдущими точками данных, в какой-то момент данные выйдут из-под контроля. Эта способность видеть тенденцию позволяет пользователю диаграммы предпринять ранние действия, чтобы гарантировать, что система остается под контролем, или контролировать процессы автоматического прерывания, используемые для восстановления контроля над системой.

Примечания и ссылки

  1. ^Azais, F.; Bertrand, Y.; Renovell, M.; Иванов, А.; Табатабаи, С., «Полностью цифровая схема DFT для тестирования катастрофических отказов в системах ФАПЧ», Design Test of Computers, IEEE, 20, No. 1, (2003) 60–67
  2. ^Терон Р. Лейшман, доктор Дэвид А. Кук, «Риски требований могут заглушить программные проекты», CrossTalk - Журнал оборонной программной инженерии, выпуск за апрель 2002 г., 1–8
  3. ^Dr. Дэн Прайс, Takeoff, (Колорадо: Winning Ways Management, 2005), страницы 184–198
  4. ^Мартин Гарднер, Phaselock Techniques, (Нью-Джерси: John Wiley and Sons ), страницы 285–287

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с Цикл «управление – обратная связь – прерывание».
Последняя правка сделана 2021-05-15 11:08:59
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте