Методы и модели обеспечения процесса модернизации автоматизированных систем управления предприятий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Абдалов Арсентий Владимирович

• Абдалов Арсентий Владимирович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Абдалов Арсентий Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ МОДЕРНИЗАЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ

1.1 Анализ схем организации автоматизированных систем управления предприятиями сервис-ориентированного типа

1.1.1 Примеры схем организации АСУТП/АСУП

1.1.2 Общая архитектура брокера объектных запросов (ОАБОЗ)

1.2 Анализ процесса модернизации ФП АСУТП/АСУП

1.3 Основные принципы реализации процесса непрерывного улучшения АСУП предприятия

1.4 Формы организации подсистемы управления модернизацией АСУП предприятия и механизмы их функционирования

1.5 Обзор научно-методических подходов к управлению модернизацией многофункциональных автоматизированных систем

1.6 Формальная постановка задачи исследования

1.7 Выводы по главе

ГЛАВА 2 МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК НА МОДЕРНИЗАЦИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

2.1 Обобщенная модель обслуживания потока заявок на модернизацию функциональных подсистем автоматизированной системы управления предприятием

2.1.1 Обобщенная модель процесса обслуживания заявок на модернизацию ФП АСУ предприятия

2.1.2 Модель потока заявок на модернизацию ФП АСУ предприятия

2.2 Модель потока ресурсов на модернизацию ФП АСУ предприятия для множественных источников ресурсов

2.2.1 Обоснование нестационарного неординарного характера потока поступления ресурсов на предприятие

2.3 Модель принятия решений на модернизацию АСУ предприятия

2.4 Модель полезности альтернатив при принятии решений

2.5 Проверка адекватности модели процесса обслуживания заявок на модернизацию автоматизированной системы управления предприятием

2.5.1 Имитационная модель процесса обслуживания заявок на модернизацию апу1о§ю

2.5.2 Пример применения модели распределения ресурсов в процессе модернизации ФП АСУ предприятия

2.6 Выводы по главе

ГЛАВА 3 МЕТОД ФОРМИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА МОДЕРНИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОДСИСТЕМ С ДИНАМИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЕМЫМИ ПРАВИЛАМИ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК

3.1 Схема метода формирования параметров процесса модернизации функциональных подсистем с динамически изменяемыми правилами обслуживания заявок

3.2. Научно-технические решения по адаптивному управлению процессами развертывания функциональных компонентов АСУ

3.3. Выводы по главе

ГЛАВА 4 КОМПЛЕКС АЛГОРИТМОВ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ПРОЦЕССОМ МОДЕРНИЗАЦИИ

АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

4.1 Алгоритм распределения ресурсов по заявкам на модернизацию ФП АСУ предприятия

4.2. Алгоритм распределения ресурсов по заявкам на модернизацию ФП АСУ предприятия

4.3. Алгоритм управления очередью заявок на модернизацию функциональных подсистем предприятия

4.4 Алгоритм управления источниками поступления ресурсов на предприятии

4.5 Частные алгоритмы поддержки принятия решения на модернизацию АСУ предприятия

4.5.1 Алгоритм расчета множества заявок на создание и модернизацию и ФП АСУ предприятия

4.5.2 Алгоритм расчета множества доступных ресурсов

4.5.3 Расчет оптимального по критерию максимума полезности плана распределения ресурсов методом динамического программирования

4.5.4 Расчет показателя эффективности планирования распределения ФП АСУ предприятия

4.5.5 Расчет параметров входных потоков ресурсов

4.5.6 Расчет параметров входного потока заявок

4.5.7 Прогнозирование параметров множеств заявок на ФП АСУ предприятия и потребных ресурсов

4.5.8 Создание плана коррекции параметров источников ресурсов

4.6 Оценка корректности разработанного алгоритма распределения ресурсов

4.7 Анализ граничных условий применения алгоритма распределения ресурсов на основе заявок на модернизацию ФП АСУ предприятия

4.8 Структура программного обеспечения процесса управления распределением ресурсов на основе заявок на модернизацию функциональных подсистем автоматизированной системы управления предприятия

4.9 Экспериментальная оценка эффективности адаптивного управления процессом модернизации АСУ предприятия

4.9.1 Описание имитационного экспериментального стенда

4.9.2 Оценка эффективности алгоритма управления модернизацией ЛЬО в стационарных условиях

4.9.3 Оценка эффективности алгоритма управления модернизацией ЛЬО

4.9.4 Сравнительный анализ алгоритма планирования с дисциплиной РЫОКЬ для случая с несколькими источниками ресурсов

4.10 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и модели обеспечения процесса модернизации автоматизированных систем управления предприятий»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и степень разработанности темы исследования

Российский сегмент отрасли информационных технологий (ИТ) занимает весомую часть экономики страны. В его состав входит более 73 тыс. действующих предприятий, из которых более двух тысяч признаны «динамично развивающимися». Характерной особенностью таких предприятий является наличие в их составе специализированных подсистем - автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и производствами (АСУП). Поддержание процесса непрерывной разработки приводит к тому что количество функциональных подсистем (ФП) в структуре АСУП достигает десятков, а информационных и программно-технических сервисов - сотен.

Подобная сложная организация АСУТП и АСУП подразумевает, что в течение их жизненного цикла требуется решение задачи модернизации -совершенствования существующих или разработка новых ФП. Необходимость процесса модернизации также определяется рядом внешних факторов, таких как: изменение условий функционирования предприятий, их конкурентная борьба, вывод производимых продуктов на новые рынки сбыта, организационные изменения и т.д. Высокий темп развития отрасли информационных технологий, появление новых инструментальных и алгоритмических средств, включая базы данных, языки программирования, средства разработки и отладки программного кода, средства тестирования и поддержания процесса разработки приводит к высокой интенсивности потребности в модернизации ФП - и соответственно важности эффективного решения задачи управления процессами модернизации.

Для модернизации АСУТП и АСУП требуются соответствующие ресурсы и решение проблемы управления процессом их распределения в ходе модернизации. При этом типовыми особенностями такой проблемы являются:

- гетерогенность процесса распределения ресурсов, связанная с его разделением на централизованную часть (руководство предприятия), а также частично децентрализованную часть, реализуемую на нижележащих уровнях управления (профильные специалисты АСУТП и АСУП);

- изменение существующих принципов поступления ресурсов на предприятия, связанных, наряду с вариантом прямых закупок, с появлением множества альтернативных источников (господдержка, фонды, спонсирование, субсидирование, донатинг).

Очевидно, что для подобных особенностей проблемы управления распределением ресурсов в процессе модернизации АСУТП и АСУП существующие методы и модели распределения, основанные, в первую очередь, на плановых механизмах, таких, например, как календарное планирование, существенно снижают эффективность процесса модернизации. В основном это связано с их ориентацией на детерминированные значения вероятностно-временных показателей потока поступающих для модернизации ресурсов и, фактически, не являются адекватными реальным процессам поставок с множеством источников и стохастическим характером поступления от них ресурсов. Это, в свою очередь оказывает существенное влияние на результаты модернизации различных ФП в составе АСУТП и АСУП, в первую очередь предприятий отрасли информационных технологий, такие как: задержки в создании новых средств автоматизации, отказ создания и развертывания ФП с новой, «прорывной» функциональностью и другие. В связи с этим, возникает вопрос о необходимости учета указанных факторов АСУТП и АСУП разработке оптимальных методов и моделей управления процессом модернизации как в общем для предприятий со значимой ролью ИТ-инфраструктур в процессе деятельности, так и отрасли информационных технологий в первую очередь.

Вопросам, связанным моделированием процессов функционирования автоматизированных систем различного класса посвящены работы таких отечественных ученых, как В.М. Глушков, А.Г. Мамиконов, А.В. Костров, Д.В. Александров, С.А. Юдицкий, Е.Г. Ойхман, Б.Я. Советов, П.Н. Всеславлев, К.Г. Скрипкин, Г.Н. Калянов, В.Н. Бурков, Н.А. Коргин, Д.А. Новиков и других. Кроме того, значительный вклад в развитие исследований, связанных с проектирования и эксплуатацией подобных систем внесли зарубежные ученые: Д. Йордан, М. Хаммер, Д. Чампи, И. Якобсон, М. Джексон, Е. Кодд и другие.

При этом, результаты их исследований не в полной мере могут быть применены к решению проблемы управления процессом модернизации АСУТП и АСУП применительно к предприятиям отрасли информационных технологий, а также слабо учитывают особенность процесса поставок ресурсов от множества разнородных источников со стохастическим характером их поступления.

Итак, на сегодняшний момент недостаточно внимания уделено исследованиям методов и моделей управления оптимизации процесса модернизации ФП различного уровня в АСУТП и АСУП современных ИТ-предприятий в условиях сложной динамики их поступления, что, в общем случае, возможно на основе использования методов стохастического планирования с применением дискретно-событийных подходов к их имитационному моделированию и моделированию системной динамики. Вышесказанное определяет актуальность темы исследования.

Объект исследования: процесс модернизации функциональных подсистем АСУТП и АСУП предприятий отрасли информационных технологий.

Предмет исследования: методы, модели и алгоритмы автоматизированного управления очередями заявок на модернизацию функциональных подсистем АСУТП и АСУП при наличии множества источников ресурсов, необходимых для модернизации.

Целью диссертационного исследования является повышение эффективности процесса модернизации функциональных подсистем АСУТП и АСУП предприятий отрасли информационных технологий за счёт разработки моделей, методов и алгоритмов оптимального управления облуживанием заявок на модернизацию с учетом неопределенности их вероятностно-временных характеристик, а также характеристик поступления требуемых для модернизации ресурсов. Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

1. Анализ существующих методов, моделей и программно-алгоритмического обеспечения, используемых для управления процессом модернизации

функциональных подсистем АСУТП и АСУП предприятий отрасли информационных технологий.

2. На основе обобщения структуры и функций АСУТП и АСУП предприятий отрасли информационных технологий выполнено моделирование подсистемы управления процессом модернизации их функциональных подсистем.

3. Разработка метода формирования параметров процесса модернизации функциональных подсистем с динамически изменяемыми правилами обслуживания заявок на модернизацию и стратегий выбора источников ресурсов в зависимости от текущих условий ресурсообеспеченности подсистемы модернизации.

4. Разработка алгоритмического и программного обеспечения автоматизированной системы управления процессом модернизации функциональных подсистем АСУТП и АСУП предприятий отрасли информационных технологий и провести модельные эксперименты для его структурно-параметрической настройки применительно к конкретным условиям функционирования подсистемы модернизации АСУТП/АСУП предприятия (на примере ООО «ТехАргос» (г. Москва и филиал - г. Орел).

Научная новизна полученных в диссертационной работе результатов, выводов и рекомендаций:

1. Представлена модель процесса обслуживания заявок на модернизацию, основанная на классе моделей управляемых систем массового обслуживания, отличающаяся использованием трехкритериального подхода к принятию решения об обслуживании заявок на модернизацию, использующего экспертно сформированные стоимостные функции, определяющие ценность такой модернизации;

2. Предложен метод формирования параметров процесса модернизации функциональных подсистем с динамически изменяемыми правилами обслуживания заявок, отличающийся использованием дополнительной обратной связи с планированием выбора требуемых источников ресурсов из множества доступных;

3. на основе предложенных теоретических положений разработан комплекс алгоритмов, обеспечивающий поддержку принятия решения на модернизацию заданных функциональных подсистем АСУТП/АСУП путем формирования плана модернизации, отличающийся распараллеливанием процессов управления очередями заявок на модернизацию и планированием выбора требуемых источников ресурсов.

Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что произведено рассмотрение системных свойств систем обслуживания заявок на модернизацию функциональных подсистем АСУП отрасли информационных технологий на основе анализа типичных представителей; выявлены общие черты как в объекте, так и в процессе управления, обусловленные неопределенностью и неполнотой исходных данных вследствие опережающей динамики изменения внешних условий модернизации; разработан метод формирования параметров процесса модернизации функциональных подсистем с динамически изменяемыми правилами обслуживания заявок, отличающийся от известных использованием дополнительной обратной связи с планированием выбора требуемых источников ресурсов из множества доступных.

Практическая значимость работы заключается в программной реализации модели, метода и комплекса алгоритмов, обеспечивающих возможность непрерывного управления процессом модернизации автоматизированной системы управления АСУТП/АСУП предприятием отрасли информационных технологий; в разработке методики поддержки управления, обеспечивающей выбор оптимальных параметров этого процесса, с учетом текущих условий ресурсообеспеченности; спланирован и проведен имитационный эксперимент для конкретного предприятия с заданным множеством поставщиков (источников) ресурсов.

Результаты диссертационного исследования внедрены в деятельность ООО «ТехАргос» (г. Москва).

Методология и методы диссертационного исследования: при решении поставленных в диссертации задач использовались методы системного анализа и

моделирования, теории множеств, теории вероятностей и математической статистики, теория машинного обучения. При разработке программного комплекса использовались методы объектно-ориентированного программирования и языки программирования высокого уровня.

Положения, выносимые на защиту:

1. Модель процесса обслуживания заявок на модернизацию автоматизированной системы управления предприятием, позволяющая при заданном количестве источников ресурсов и характеристиках потока заявок от функциональных подсистем, получить оценку потребности в ресурсах.

2. Метод формирования параметров процесса модернизации функциональных подсистем с динамически изменяемыми правилами обслуживания заявок, позволяющий определить требуемые источники ресурсов из множества доступных.

3. Комплекс алгоритмов поддержки принятия решения при управлении процессом модернизации автоматизированной системы управления предприятием, позволяющих сформировать план поставки ресурсов, основанный на выбранных заявках на модернизацию.

4. Архитектура программного комплекса поддержки принятия решений на модернизацию функциональных подсистем автоматизированной системы управления предприятием отрасли информационных технологий и результаты экспериментальной оценки его эффективности.

Степень достоверности результатов диссертационного исследования подтверждается принятой методологией исследования, основанной на использовании современных методов, согласованием результатов численных и имитационных экспериментов с положениями теоретических решений; отсутствием противоречий с данными, полученными ранее в исследованиях другими авторами; публикациями автора в рецензируемых изданиях; положительными результатами внедрения.

Апробация работы. Результаты исследования доложены, обсуждены и одобрены на международных и всероссийских конференциях: III international

conference on advanced technologies in materials science, mechanical and automation engineering MIP: ENGINEERING-III-2021 на тему «Resource planning algorithm for reconfigurable information system development in the case of several sources of resources» (Красноярск, 2021); Modern informatization problems in simulation and social technologies (MIP-2023'SCT) на тему «Algorithmic and software support for decision-making in the management of IT departments» (Yelm, WA, USA, 15 ноября 2022 года - 15 января 2023 года); International Open Science Conference «Modern informatization problems in the technological and telecommunication systems analysis and synthesis» на тему « A method for planning IT infrastructure reconfiguration when the flow of automation requests is uncertain and resources flow is unsteady» (Yelm, 2021); V Юбилейной международной научно-практической конференции «Цифровой регион: опыт, компетенции, проекты» на тему «Подход к потоковому моделированию процессов функционирования ИТ-подразделений» (Брянск, 2023); XV всероссийская научно-практическая конференция научно-педагогических работников общего и профессионального образования «Актуальные аспекты фундаментальных и прикладных исследований» на тему «Алгоритмическое и программное обеспечение поддержки принятия решений при управлении IT-подразделениями» (Орел, 30 ноября 2022).

Публикации. Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 17 работах опубликованных в рецензируемых научных изданиях 14 работ, 1 патент на изобретение, 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ. Общий объем работ составляет 17,7 печатных листа.

Личный вклад соискателя. Представленные в данной диссертационной работе исследования, разработки и эксперименты являются результатами работы, проведенной лично автором диссертации.

Структура и объем работы: Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста, включая 79 рисунков, 9 таблиц, состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 163 наименований.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ МОДЕРНИЗАЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ

1.1 Анализ схем организации автоматизированных систем управления предприятиями сервис-ориентированного типа

В целом ГГ-сегмент в России насчитывает более 73 тыс. действующих компаний. Из них 2134 предприятия официально признаны «динамично развивающимися». Архитектуры «динамично развивающихся» ИТ-предприятий схожи по своей структуре, есть различия в используемых ресурсах (программное обеспечение и оборудование).

Для формирования АСУТП/АСУП применяется сервис-ориентированная архитектура (СОА). В данной архитектуре предполагается система, состоящая из набора гетерогенных слабосвязанных ФП АСУП. Под СОА предполагается архитектура предприятия, где используется распределенное множества функций, контролируемых различными людьми, отвечающими за их использование. Основными понятиями в рассматриваемой архитектуре являются «информационная-телекоммуникационная (ИТ) услуга» и «составное приложение».

ИТ услуга, предоставляемая ФП АСУТП/АСУП - представляет собой дробную прикладную функцию АСУТП/АСУП, которая используется в проектировании приложений, реализующих практическую логику автоматизируемых процессов как в самой ФП АСУТП/АСУП, так и для использования в приложениях других АСУТП/АСУП.

ФП АСУТП/АСУП определяется следующими свойствами:

- представлением возможности многоразового использования;

- ФП АСУТП/АСУП состоит из технологически независимых интерфейсов;

- выделенные ФП АСУТП/АСУП слабо связаны, взаимодействуют между собой через протоколы, представляющие возможность взаимодействия ФП АСУТП/АСУП между собой.

Составное приложение - комплекс программного обеспечения (ПО) для решения прикладной проблемы, завязанной на прикладную закономерность процесса с источниками данных и информационных услуг, хранящихся на распределённом множестве информационных систем. Составные приложения связаны с процессами деятельности рабочего процесса предприятия, объединяя этапы процессов жизненного цикла ФП АСУП, представляя их пользователю через интерфейс взаимодействия.

Описанный подход, при построении архитектуры сложных составных ИТ услуг позволяет:

- создать систему составных приложений, основанную на системе ИТ услуг предприятия;

- организовать интеграцию ПО, процессов предприятия, с автоматизацией бизнес-процессов, включая рабочий процесс предприятия;

- использовать различные методы передачи и формирования пакетов, средства обеспечения безопасности;

- позволяет увеличить оперативность разработки ПО, уменьшить расходы на эти цели.

В связи упрощению среды управления и взаимодействия снижается потребность в написании новых программ; повторное использование сервисов сокращает затраты времени на разработку; улучшения унаследованных процессов помогает уменьшить общее число процессов, требующих эксклюзивных методов управления; благодаря использованию простых протоколов значительно сокращаются трудозатраты на поддержку приложений.

Обязательным условием построения и внедрения архитектуры системы на основе СОА является использование единой инфраструктуры описания ФП АСУТП/АСУП (репозитория ФП), разрешенных протоколов доступа и обмена сообщениями, форматов сообщений. Варианты архитекторы СОА применительно к АСУТП/АСУП:

- Общая архитектура брокера объектных запросов (ОАБОЗ).

- Сервисы web-приложений.

- Очередь сообщений.

- Сервисная шина предприятия.

- Микросервисы.

1.1.1 Примеры схем организации АСУТП/АСУП

По результатам анализа установлено, что АСУТП/АСУП имеет типовую архитектуру, включающую 2 функциональных компонента (рисунок 1.1): автоматизированного управления предприятием и автоматизированного управления процессов разработки ИТ-продуктов.

+_

Функциональная часть АСУП

Подсистема управления планированием

Kanboard, Wekan и другие альтернативы Trello; GitLab, Tuleap, Redmine и другие альтернативы JIRA; Mattermost, Roit.im, IRC и другие альтернативы Slack

Подсистема управления написанием кода

Git, Gerrit, Bugzilla; Jenkins и другие инструменты с открытым _______исходным_кодо мдля CI/CD.______

Подсистема управления сборкой

Apache Maven, Gradle, Apache Ant, Packer и другие альтернативы.

Подсистема управления тестированием

JUnit, Cucumber, Selenium, Apache Jmeter и другие альтернативы.

Подсистема управления выпуском

Kubernetes, Nomad, Jenkins, Zuul и другие альтернативы.

Подсистема управления развертыванием

Spinnaker, Ansible, Apache ZooKeeper и другие альтернативы.

Подсистема управления операциями

Netflix Archaius, Terraform и другие альтернативы.

Подсистема управления мониторингом

Grafana, Prometheus, Nagios, InfluxDB, Fluentd, и другие альтернативы.

Подсистема управления модернизацией |

_I

АСУП Каналы взаимодействия

Бизнес сервисы

Бизнес процессы

Продукты

Механизм создания учётных записей Учёт

Аналитика и отчётность

Обеспечивающая деятельность ________________J

Рисунок 1.1 - Архитектура АСУТП/АСУП

При этом производственные и управленческие процессы сильно взаимосвязаны. Рассмотрим примеры АСУТП/АСУП. Типовая системная архитектура АСУТП/АСУП (рисунок 1.2) включает: комплекс аппаратных и программных средств, а также персонала, предназначенного для управления

различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. Как видно, архитектура состоит из большого числа ФП (измеряется сотнями), с модернизацией предприятия количество ФП растёт, но с их ростом необходимо осуществлять поддержку уже работающих ФП.

Рисунок 1.2 - Пример типовой системной архитектуры АСУТП/АСУП

В статье [56] описываются опыт конструирования, структура и программное обеспечение АСУТП/АСУП Нижневартовской государственной районной электростанции (ГРЭС). Общая структура системы управления, с выделенной коммуникационной системой, приведена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Общая структура системы управления, с выделенной

коммуникационной системой

Верхний уровень рассматриваемой АСУТП/АСУП содержит рабочие места, ПО с архивной базой данных (БД), экраны отображения оперативной информации, вспомогательные системы управления котлом и турбиной.

Нижний уровень является резервным компонентом к верхнему уровню.

На рисунке 1.4 приведена стационарная система вибродиагностики САДКО-Вибро, которая позволяет отслеживать вибрацию динамического оборудования в системе и выводить параметры вибрации на автоматизированное рабочее место.

На рисунке 1.5 показана АСУТП/АСУП водопроводной насосной станцией, где на базе специализированного оборудования осуществляется управление насосными станциями.

Рисунок 1.4 - Стационарная система вибродиагностики САДКО-Вибро

Рисунок 1.5 - Автоматизированная система управления водопроводной насосной

станцией (АСУ ВНС).

1.1.2 Общая архитектура брокера объектных запросов (ОАБОЗ)

Представляет собой технологию промежуточного программного обеспечения, используемую для построения распределенных и объектно-ориентированных систем. Это позволяет различным программным компонентам, написанным на разных языках программирования, взаимодействовать друг с другом в распределенной сети. Концепции и аспекты:

- Объекты и компоненты: основана на концепции объектов и компонентов. Программные компоненты могут быть написаны на различных языках программирования (например, C++, Java, Python). Эти объекты инкапсулируют функциональность и данные.

- Язык определения интерфейса (ЯОИ): ОАБОЗ использует ЯОИ в качестве нейтрального к языку механизма определения интерфейса. ЯОИ позволяет определять интерфейсы и методы, которые предоставляют объекты ОАБОЗ. Эти определения ЯОИ действуют как контракт между различными частями распределенной системы.

- Брокер объектных запросов (БОЗ): БОЗ является центральным компонентом в ОАБОЗ. Он служит промежуточным программным уровнем, ответственным за управление связью между распределенными объектами. БОЗ обрабатывает создание объекта, вызов метода и маршалинг/распараллеливание данных.

- Прозрачность местоположения: Одной из ключевых особенностей ОАБОЗ является прозрачность местоположения. Клиенты могут вызывать методы для удаленных объектов без необходимости знать их физическое местоположение. БОЗ обрабатывает низкоуровневые сведения о местоположении объекта и связи.

- Языковая совместимость: ОАБОЗ способствует языковой совместимости, позволяя объектам, написанным на разных языках программирования, беспрепятственно взаимодействовать. Это достигается с помощью языковых привязок, которые сопоставляют определения ЯОИ с конкретными языками программирования.

- Сервисы ОАБОЗ: включает в себя набор стандартных сервисов (например, службу именования, службу событий, службу транзакций), которые могут использоваться для решения распространенных задач распределенных вычислений.

ОАБОЗ была разработана Object Management Group (OMG) в 1990-х годах. За прошедшие годы он прошел через несколько версий и реализаций.

ОАБОЗ используется в различных областях, включая телекоммуникации, финансы и корпоративное программное обеспечение. Однако важно отметить, что, хотя ОАБОЗ когда-то была очень популярна, новые технологии, такие как RESTful web services и gRPC, стали более распространенными для построения распределенных систем. Тем не менее, ОАБОЗ по-прежнему присутствует в устаревших системах и специализированных доменах.

Концепция работы ОАБОЗ приведена на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 - Концепция работы ОАБОЗ.

Достоинства ОАБОЗ:

- Отсутствует зависимость от используемых технологий.

- Отсутствует зависимость от каналов передачи данных.

Недостатки ОАБОЗ:

- Существуют задержки при генерации удалённых вызовов внутри цикла работы системы.

- Сложность в реализации, громоздкость системы.

- Блокировка в корпоративных сетях каналов взаимодействия ОАБОЗ.

1.2 Анализ процесса модернизации ФП АСУТП/АСУП

Модернизация многофункциональных систем предполагает изменение состава и содержания выполняемых функций, а в некоторых случаях и коррекции цели функционирования. Возникает необходимость проектирования долгосрочно функционирующих развивающихся киберсистем. В литературе для описания такого процесса используется несколько терминов, смысл которых схож: улучшение; мета-адаптация; системная эволюция; мета-осознание; модернизация.

Управление функциональным развитием реализуется за счет изменения моделей, алгоритмов, целей или критериев рисунке 1.7 (функций полезности при принятии решений). При этом в рамках изменений система должна быть осведомлена об изменениях (внедрении новых устройств и требований).

Среди механизмов самоадаптации выделяют следующие: архитектурные, мультиагентные и самоорганизующие. Наибольшее распространение среды архитектурных подходов получил MAPE-K (Monitor, Analyze, Plan, Execute, and Knowledge). Используется адаптивная сервис-ориентированная архитектура.

АСУТП/АСУП предприятия в соответствии с подходом информационной поддержки жизненного цикла изделия (ИПИ) существует на различных этапах жизненного цикла. Одним из этапов жизненного цикла АСУТП/АСУП предприятия является модернизация. В диссертационном исследовании объектом исследования процесс модернизации функциональных подсистем АСУТП и АСУП. На протяжении всего жизненного цикла АСУТП/АСУП предприятия подвергается модернизации. Процесс модернизации АСУТП/АСУП предприятия подразумевает под собой деятельность по модернизации функциональной

подсистемы АСУТП/АСУП. Функциональные подсистемы АСУТП/АСУП предприятий могут создаваться, изменяться и утилизироваться тем самым меняя состояние АСУТП/АСУП предприятия. Согласно ГОСТ Р ИСО 9000-2001 любая деятельность или комплекс деятельности, в которой используются ресурсы для преобразования входов в выходы, может рассматриваться как процесс [1]. Соответственно в процессе модернизации АСУ предприятия используются ресурсы для создания или изменения ФП АСУТП/АСУП предприятия, тем самым комбинация некоторых ресурсов превращается в ФП АСУТП/АСУП предприятия [2].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Абдалов Арсентий Владимирович, 2024 год

источников

Рисунок 1.10 - Процесс распределения ресурсов в соответствии с заявками на

модернизацию ФП АСУП

Рассмотрим поток ресурсов, поступающих на предприятие. Существует М = {1,2,..., т} видов ресурсов. Поступающие на предприятие ресурсы можно

обозначить в виде вектора ресурсов Я = {г1,г2,...,Гт}. Ресурсы на предприятие могут поступать от различных источников, которые обозначим через р. Поток поступления ресурсов на предприятие является нестационарным и неординарным. Нестационарным, потому что вероятность поступления того или иного вектора ресурсов за какой-нибудь промежуток времени зависит не только от длины этого промежутка, но и от момента его начала. Неординарным, потому что в одно и тоже время могут поступать вектора ресурсов «пачками».

Под источником понимается то, что дает начало чему-нибудь, откуда исходит что-нибудь [48], а под ресурсами, как было сказано в главе 1 выступают компьютеры, серверы, принтеры, сканеры, программное обеспечение и многое другое. Таким образом под источником поступления ресурсов на предприятии понимается то, откуда на предприятие появляются ресурсы. Источник поступления ресурсов представляет из себя поток ресурсов на предприятие. Ему присущи свойства, которыми обладают потоки, а именно свойство стационарности, последействия, ординарности. Помимо свойств, основными характеристиками потока являются параметр потока и интенсивность потока.

Требуется: разработать модель распределения информационно-телекоммуникационных ресурсов (ИТ-ресурсов), поступающих из нескольких источников, позволяющую максимизировать величину полезности от функционирующих ФП АСУП Ш ^ тах.

Рассмотрим на примере как осуществляется деятельность по модернизации ФП АСУП. Допустим имеются ресурсы 2-х типов. И необходимо создать 3 ФП АСУП предприятия. Пул ресурсов предприятия (таблица 1.1) на момент поступления заявок на создание и модернизацию ФП АСУП предприятия (таблица 1.2).

Как видно из приведенных исходных данных, мы не сможем выполнить все 3 поступившие заявки, так как у недостаточно ресурсов в пуле ресурсов. Возникает

вопрос какие же заявки тогда необходимо выполнить? Необходимо максимизировать величину полезности от функционирующих ФП АСУП. Величина полезности будет максимальной W — 6 при развертывании функциональной подсистемы АСУ предприятия с шй — 1 и ы1й — 2, при развертывании функциональной подсистемы АСУ предприятия с шй — 1 и шй — 3 W — 5, при развертывании функциональной подсистемы АСУ предприятия с шй — 2 и шй — 3 W — 3.

Таблица 1.1 - Количество ресурсов 1-го и 2-го вида в пуле ресурсов.

Пул ресурсов

*1 *2

3 3

- Заявки, поступившие на модернизацию ФП АСУП. Таблица 1.2 - Заявки на модернизацию ФП АСУП.

Заявки на создание и модернизацию ФП АСУП

шй Туре *1 *2

1 4 2 2

2 2 1 2

3 1 1 2

Для удовлетворения всех заявок нам не хватает ресурсов 1 -го типа ^ — 1 и

ресурсов 2-го типа ^ — 2, соответственно необходимо планировать данные

ресурсы к поставке от источников поступления ресурсов, существующих на предприятии. Но для того, чтобы таких ситуаций не возникало необходимо анализировать потоки поступления заявок и потоки поступления ресурсов. Анализируя данные потоки, можно будет свести появление, описанной выше ситуации, к минимуму.

Анализ форм и процессов изменения предприятий показывает, что высокая интенсивность изменения внешних условий, конкурентная среда и значительная зависимость формы предприятия от текущего производимого ИТ-продукта приводит к высокой интенсивности изменения структуры и функционального

назначения подразделений предприятий, а следовательно, и программно-технических и технологических компонентов их автоматизированных систем управления. Интенсивность изменения функционального назначения ФП АСУП достигает 0,3-1,5 в год, что обосновывает наличие выделенной подсистемы управления модернизацией АСУП (риснок1.11).

В типовом предприятии существуют источники поступления ресурсов (это и прямые закупки, фонды, донаты, спонсирование, поддержка государства, субсидирование) приводит к тому, что ресурсы для ФП АСУП поступают в пул-ресурсов (программно-технических средств) предприятия из различных источников, отличающихся своими характеристиками в различные моменты времени.

Управления (источниками ресурсов, пользователями, очередью)

в О

^Ист

^Ист

^Ист п^

Очередь заявок

Пул ресурсов (программно -технических средств)

Процесс непрерывного улучшения АСУ предприятия

0£>

&

Программно-технические средства

персонал

АСУ предприятия

ФП АСУ

т

ФП АСУ

ФП АСУ

—I-

г

I

Рисунок 1.11 - Процесс модернизации АСУП

Научная задача исследования состоит в разработке механизма управления модернизацией АСУП, позволяющего учесть нестационарный характер потоков заявок на модернизацию ФП АСУП и ресурсов для них, а также разнородность источников ресурсов. Целевым критерием является результативность обслуживания потока заявок, выражаемая через функцию от количества и доли обработанных заявок с учетом их важности и времени обслуживания.

Для модернизации АСУП существует огромное количество стандартных практик, общих принципов и профессиональных методологий, которые помогают предприятиям в достижении их стратегических целей. Одной из современных методологий разработки является DevOps рисунок 1.12 (разработка и эксплуатация). Это методология разработки, которая помогает наладить эффективное взаимодействие разработчиков с другими ГГ-специалистами. Представляет набор процессов и инструментов, которые позволяют компании создавать и улучшать продукты быстрее, чем при использовании традиционных подходов к разработке программного обеспечения (ФП АСУП).

Разработка/Действия (DevOps)

_А_

Разработка (Development)

Сборка

Тесты

Непрерывное J ^ планированиеJj

Непрерывная v разработка

Непрерывное тестирование

Непрерывные выпуски и развертывание

Действия (Operation)

Выпуск

Развертывание Операции

Непрерывная обратная связь и оптимизация

Мониторинг

Планирование: Kanboard, Wekan и другие альтернативы Trello; GitLab, Tuleap, Redmine и другие альтернативы JIRA; Mattermost, Roit.im, IRC и другие альтернативы Slack.

Написание кода: Git, Gerrit, Bugzilla; Jenkins и другие инструменты с открытым исходным кодом для CI/CD. Сборка: Apache Maven, Gradle, Apache Ant, Packer и другие альтернативы. Тесты: JUnit, Cucumber, Selenium, Apache Jmeter и другие альтернативы.

Выпуск, развертывание, операции: Kubernetes, Nomad, Jenkins, Zuul, Spinnaker, Ansible, Apache ZooKeeper, etcd, Netflix Archaius, Terraform и другие альтернативы.

Мониторинг: Grafana, Prometheus, Nagios, InfluxDB, Fluentd, и другие альтернативы.

Рисунок 1.12 - Проектирование архитектуры DevOps АСУП.

На рисунке 1.13 приведен приведён пример использования методологии DevOps на предприятии с некоторым набором ФП АСУП. Также методология DevOps применяется совместно с другим практиками и методиками, к примеру ITIL (IT Infrastructure Library - набор книг, в которых описаны наилучшие практики по организации работы с ИТ-услугами).

Рисунок 1.13 - Пример использования DevOps в АСУП.

1.3 Основные принципы реализации процесса непрерывного улучшения

АСУП предприятия

Улучшение сервисов предназначено для увеличения результативности и эффективности и снижения затрат на сервисы и поддерживающие их процессы ITSM. Выделяются следующие основные принципы непрерывного улучшения сервисов:

1) Непрерывного улучшения сервисов и изменение предприятия.

ПНУ ФП АСУП является частью процесса, который в публикациях 1Т1Ь называется «изменением предприятия» [58]. Изменение предприятия всегда затратный процесс. Проблема возникает с сотрудниками, которые не принимают изменения. Изменения заставляют сотрудников изучать новые инструменты для работы. ITSM должен донести до каждого сотрудника необходимость изменения и его потенциальную выгоду [115].

2) Владение и управление.

Для улучшения необходим менеджер ПНУ. Менеджер ПНУ ответственен за реализацию улучшения оптимальным способом. Владелец ПНУ ответствен за успешность реализации улучшений. С вводом такого распределения ролей можно гарантировать что улучшения будут успешно внедрены.

3) Определение ролей.

Роли можно разделить на две группы - роли, связанные с промышленной эксплуатацией сервисов, и роли, связанные с проектированием сервисов. Роли, связанные с эксплуатацией, реализуют процесс непрерывного улучшения в качестве способа дальнейшего существования. Роли, связанные с проектированием сервисов, используют более классический подход к реализации процесса непрерывного улучшения посредством программ и проектов [115].

4) Внутренние и внешние катализаторы

Катализаторы для улучшения сервисов можно разделить на внешние и внутренние. К внешним, например, относятся требования регуляторов, законодательства, внешних заказчиков и условия рынка. К внутренним можно отнести особенности конкретного предприятия, его стратегию, возможности, способность адаптироваться к изменениям и т.п.

5) Управление уровнем сервисов (SLM). SLM является связующим звеном между предприятием и поставщиком сервисов, и процесс непрерывного улучшения должен принимать его и соответствовать ему.

6) Цикл Деминга

Цикл Деминга, более известный как PDCA («Plan-Do-Check-Act»), представляет собой циклически повторяющийся процесс принятия решения [16, 17].

Цикл управления включает в себя 4 этапа:

- Планирование - установление целей и процессов, необходимых для достижения целей, планирование работ по достижению целей процесса и удовлетворения потребителя, планирование выделения и распределения необходимых ресурсов.

- Выполнение - выполнение запланированных работ.

- Проверка - сбор информации и контроль результата на основе ключевых показателей эффективности (KPI), получившегося в ходе выполнения процесса, выявление и анализ отклонений, установление причин отклонений [15].

- Корректировка - принятие мер по устранению причин отклонений от запланированного результата, изменения в планировании и распределении ресурсов.

7) Измерение.

Концепция измерения результата является фундаментальной основой непрерывного улучшения сервисов. Для того, чтобы измерить успешность того или иного улучшения, ITIL вводит понятие базовое состояние (baseline). Базовое состояние является отправной точкой для измерения эффекта от реализации плана улучшения сервисов. Если базовое состояние не было определено изначально, им становится состояние первого замера при реализации улучшения.

Существует четыре причины для измерения и мониторинга [18, 19]:

- измерение и мониторинг проверяет принятые решения;

- измерение и мониторинг определяют направление дальнейших действий для достижения установленных целей;

- измерение и мониторинг позволяют создать обоснование тех или иных действий, построенное на реальных данных;

- измерение и мониторинг позволяют определить точки, в которых необходимо осуществить коррекцию или изменения.

Процесс непрерывного улучшения использует 7 шагов, представленных на рисунке 1.14.

8) Управление знаниями.

Данные должны собираться на каждом этапе, чтобы затем трансформироваться в знания и опыт, которые позволят процессу непрерывного улучшения быть эффективным в дальнейшем.

9) Зафиксированные состояния.

Зафиксированное состояние - состояние, зафиксированное на определенный момент времени. Зафиксированное состояние может быть создано для конфигураций, процесса или любого другого набора данных [58].

Здравый смысл

7. Применить улучшение

А

V

6. Представить и использовать информацию

♦ Сводка по оценке

♦ Планы действий

♦ И т.д.

1. Определить стратегию для улучшения: ♦ Видение ♦ Потребность организации Стратегия ♦ Тактические цели ♦ Операционные цели

Данные

2. Определить, что необходимо измерить

3. Собрать данные

♦ Кто? Как? Когда?

♦ Критерии для оценки целостности данных Операционные цели

♦ Служба измерения

5. Проанализировать

информацию

и данные

• Тенденции?

>4 •Цели?

Требуется

Улучшения?

А V

Знание

__

4. Обработать данные

♦ Частота?

♦ Формат? Инструменты и

системы? Точность?

Информация

Рисунок 1.14 - Процесс непрерывного улучшения сервисов.

Сравнение состояний - сравнение зафиксированного состояния с базовым состоянием. [115].

Сравнение состояний является стратегическим процессом [20]. Предприятие сравнивают различные аспекты своей деятельности с лучшими практиками области. Формируется оценка состояния качества и производительности работы ФП АСУП. Результаты сравнения помогают предложить следующую грань развития ФП АСУП.

ПНУ в предприятии позволяет отслеживать улучшения в предприятии. Для сравнения производительностей предприятия или различных предприятий единиц в рамках одного предприятия [21]. ITIL определяет сравнение состояний как «метод поиска лучших практик области, ведущих в сверхпроизводительности» [58].

1.4 Формы организации подсистемы управления модернизацией АСУП предприятия и механизмы их функционирования

В соответствии с методологией управления ФП АСУП в ITIL (рисунок 1.15), она имеет процессный вид, проходит через всю структуру предприятия. Управление ФП АСУП осуществляется в рамках всего их жизненного цикла: разработки стратегии, проектирования, преобразования, эксплуатации. Процессы -это есть люди, у людей есть свои инструменты, которые помогают им управлять предприятием. Для создания более качественной АСУП в состав ITIL входит процесс непрерывного улучшения. Данный процесс в предприятиях выстраивается в соответствии методологией Development Operations (DevOps). Используемые инструменты для данной методологии были приведены на предыдущем слайде. Для процесса непрерывного улучшения используется семь шагов непрерывного улучшения, которые отражены на рисунке 1.15.

Взаимосвязь процесса непрерывного улучшения (ПНУ) с другими этапами жизненного цикла ФП АСУП:

1) Построение стратегии формирует стратегический подхода предприятия. Используются международные стандарты и политики для разработки и обеспечения сервисов. Возможности для улучшения на этом этапе могут появиться

из-за условий внешней среды (изменению требований регуляторов, новым стратегиям, изменениями в технологиях и др.). Источником информации для улучшения может также послужить обратная связь с другими этапами жизненного цикла сервисов [7].

2) Проектирование предназначено для создания, изменения сервисов и архитектуры инфраструктуры в соответствии с потребностями бизнеса. Проектирование сервисов трансформирует решения первого этапа в предоставляемые сервисы. Новые стратегии, архитектуры, политики и требования бизнеса могут стать катализаторами для инициализации непрерывного улучшения сервисов на этом этапе [8].

M

Стратегия ФП

Требования организации

—Долгосрочные цели организации—

► Рабочий процесс ^

Экплуатация ФП

определение требований

_организации_

Определение рыночного пространства, ГГ политики и стратегии ( Определение портфеля ФП )

С

Управление спросом

D

Финансовый менеджмент

( Разработка ФП ( Каталог

/Ф П, выведенные иЗ\ У^ эксплуатации J

Функции Служба Service Desk

I

ации по метрикам

услуг

Управление операционной деятельностью:

- Контроль операционного управления - Управление инженерным обеспечением

( Управление технической поддержкой Управление жизненным циклом приложений

_Процессы_

_Управление событиями_

_Управление инцидентами_

Управление запросами на обслуживание

_Управление проблемами_

_Управление доступом_

Соглашение операционного

Непрерывное улучшение ФП

Семь шагов непрерывного улучшения Цикл Деминга и непрерывное улучшение услуг_

:е поставщики

Внешний догово р

Проектирование ФП

^^ Управлением ФП:

- управление каталогом ФП

- управление поставщиками

Управление изменениями Управление активами и

конфигурациями Управление знаниями

Управление релизами и развертыванием

Комитет по срочным изменениям

( Запрос для оценки изменений )

Согласование

Планирование

Рисунок 1.15 - Управление модернизацией АСУП ИТ-предприятия.

3) Внедрение сервисов управляет передачей сервисов в промышленную эксплуатацию. Ключевыми процессами этого этапа являются Управление изменениями и Управление конфигурациями. Возможности для улучшений появляются при внедрении новых стратегий и дизайнов [9].

4) Эксплуатация сервисов управляет ежедневной эксплуатацией сервисов. Этап ответственен за мониторинг и формирование отчетности относительно использования сервисов. На основе сформированной информации выносятся решения о необходимости тех или иных улучшений [10].

На рисунке 1.16 показана интеграция ПНУ в жизненный цикл ФП АСУП. Каждый этап жизненного цикла предоставляет информацию для следующего этапа. То же самое действует в отношении непрерывного улучшения ФП АСУП.

Рисунок 1.16 - Процесс непрерывного улучшения и жизненный цикл ФП АСУП.

Для того чтобы быть эффективным, ПНУ ФП должен иметь открытую обратную связь с персоналом. Для целостного подхода к улучшению ФП

необходимо внедрять инициативы и деятельности непрерывного улучшения ФП в каждый этап жизненного цикла.

1.5 Обзор научно-методических подходов к управлению модернизацией многофункциональных автоматизированных систем

В рамках решения задачи реконфигурации АСУП предприятия [45], управление распределением ресурсов, опирается на инструментарий сложных комбинаторных задач управления. Распределение ресурсов для создания и модернизации функциональной подсистемы АСУ предприятия описано в еТОМ, ГТГЬ. В приведенных в них моделях отмечается низкая формализация процесса распределения ресурсов, задача распределения ресурсов и ее решение описывается в общем виде.

Основные подходы к решению задачи выбора заявок на модернизацию ФП АСУП в условиях недостатка ресурсов направлены на построение системы приоритетов или решения оптимизационных задач. Так в [49] обсуждается эффективность назначения приоритетов для обработки ФП АСУП. В качестве оценки эффективности используются среднее время задержки ФП АСУП и коэффициент вариации этой же случайной величины. Показано, что введение приоритетной дисциплины обработки ФП АСУП, что позволяет обеспечить высокие показатели качества обслуживания. В работе [84] рассмотрено решение проблем эффективной организации телекоммуникационных услуг между всеми подключенными абонентами и минимизации аппаратных затрат (ресурсов) на основе приоритетов. Заявки от абонентов сети перемещаются от входа к выходу системы обслуживания требований в соответствии с установленными законами управления, задаваемыми дисциплинами ожидания и обслуживания. Дисциплина ожидания определяет очередность приема требований в систему и порядок расположения их в очереди, дисциплина обслуживания задает порядок выбора заявок из очереди для назначения на обслуживание [10]. Предложен алгоритм обработки заявок от абонентов с дисциплиной выравнивания приоритетов [10]. В

результате применения предложенной дисциплины выравнивания приоритетов для систем, в которых критичным параметром является время ответа, разработанный подход показывает повышение резерва производительности системы на 15 - 20 %.

В основном, все известные методы распределения ресурсов, строятся на основе динамического распределения ресурсов [15, 17], а также на методе основывающимся на решении задач распределения ресурсов на сетях - решении задач дискретной оптимизации позволяющих минимизировать время распределения ресурса или упущенную выгоду в конкретной ситуации. Задачи распределения ресурсов существуют в законченном виде лишь для ограниченного ряда постановок [68, 23], основные же результаты в настоящее время лежат в плоскости прикладных исследований, направленных на разработку эффективных вычислительных методов и специализированных инструментальных средств.

Задачи распределения ресурсов рассматриваются для статического (известны множества ресурсов) и динамического (известны потоки поступления ресурсов) случая.

При решении статических задач решение направлено на оптимальное распределение известных ресурсов. Например, в [94] предложены новые алгоритмы решения задачи оптимального распределения ресурса, использующие множества Парето и двусторонние прогностические оценки оптимума, получаемые по методу ветвей и границ. В [25] описана и исследована задача распределения ресурсов в иерархических системах управления качеством речной воды путем нахождения равновесия по Штакельбергу. Здесь выделяется иерархическая система, состоящая из центрального подразделения и подчиненных центров, а сама задача распределения ресурсов ставится исходя из получения максимальной прибыли в процессе производства подчиненных центров. В [54] построено явное решение для многомерной линейной задачи распределения ресурсов, указана геометрическая трактовка этого решения, которая позволяет полностью исследовать данную задачу. В [33] представлены результаты по разработке оптимизационной математической модели распределения ресурсов и проведено численное моделирование данного процесса на разработанном программном

обеспечении. В [32] рассматриваются новые методические подходы к решению статической задачи оптимального распределения ресурсов. Задачу статического распределения ресурсов предлагается решать в постановке теории покрытий. Задача динамического распределения ресурсов в условиях конфликта ставится и решается как дифференциальная игра.

Для динамической задачи решение рассматривается в виде нахождения оптимальных или субоптимальных управлений при известных ограничениях. Например, в [71] описана математическая модель и метод динамического программирования распределения ограниченных ресурсов для системы компьютерных приложений в совокупности, который учитывает потребности и приоритеты каждого из приложений при изменяющейся пользовательской нагрузке на них. Приведенная модель строится на математической теории оптимального управления, в качестве управлений для динамического программирования выбрано количество ресурсов, предоставляемых каждому приложению. В [83] строится общая математическая модель распределения ресурсов и упорядочения работ в многостадийных системах. В рамках построенной модели формализуется широкий класс задач планирования и управления. Проводится исследование построенной модели и предлагается совокупность решающих алгоритмов. Поставленная в статье задача является ИР--трудной задачей дискретной оптимизации, для решения которой используется идеология «жадных» алгоритмов.

Подходы на основе оптимизации оперируют построением штрафных или критериальных функций на основе набора параметров обслуживания заявок. В общем случае они позволяет решать субоптимизацинные задачи при условии построения адекватных штрафных функций. В [81] рассматривается пример стохастической оптимизации, где приведена система обслуживания с Марковским входящим потоком и дисциплиной случайного выбора заявок из очереди, позволяющий с помощью одного класса ветвящихся процессов находить распределение времени ожидания начала обслуживания заявки. В статье [16] приводится пример стохастической оптимизации внедрения релизов ИТ-сервисов.

Поставлена задача оптимального распределения ресурсов при независимом и системном тестировании релизов ФП АСУП, проводимого при их внедрении в эксплуатационную среду, которая решена с применением метода сетевого программирования. В данной статье решается задача минимизации затрат, необходимых при внедрении релизов ФП АСУП в эксплуатационную среду. Для каждого релиза ФП АСУП вводится вероятность возникновения ИТ-происшествий, через которую описывается функция затрат. В соответствии с ранжированием значений функции затрат для ФП АСУП принимается решения какой из ФП АСУП внедрять.

Также в [24] рассмотрена проблема управления качеством сервис -ориентированных систем, предложены модели распределения ресурсов, ориентированных на поддержку аудита ФП АСУП и оценки потребности критических сервис-ориентированных систем в ресурсах. Приведенная модель не учитывает потоки поступления ресурсов, а только рассматривает их наличие в определенные срезы времени. В [70] формулируется и решается задача распределения ресурсов между проектами, входящими в портфель проектов, реализуемых предприятием. Основным результатом является формулирование условий на распределение ресурса, обеспечивающих согласование интересов всех участников организационной системы. Основным недостатком, приведенных моделей является то, что они не учитывают потоки поступления ресурсов на предприятие, а только рассматривают ресурсы, имеющиеся на предприятии в определенный момент времени.

Анализ литературы показывает наличие следующих классов способов выбора заявок из очереди [8, 11]:

1. Бесприоритетные. В работе предлагается оценивать эффект обработки заявок следующих дисциплин обслуживания [11]:

Дисциплина обслуживания FIFO (First In - First Out, т.е. первым пришел -первым вышел: заявки выбираются из очереди по порядку), далее обозначим через <FIFO>. Такая дисциплина обслуживания называется также круговой [8].

Дисциплина обслуживания LIFO (Last In - First Out, т.е. последним пришел -первым вышел), далее обозначим через <LIFO>. В соответствии с этой дисциплиной обслуживания действует так называемая магазинная, или стековая память [8].

2. Приоритетные дисциплины обслуживания. Заявки делятся на несколько классов по своей важности.

В приоритетной дисциплине обслуживания PFIFO сначала обслуживаются заявки с более высоким приоритетом (заявки из очереди выбираются по приоритету и по принципу First In - First Out, т.е. первым пришел - первым вышел: заявки выбираются из очереди по порядку), далее обозначим через <PFIFO> [11].

В приоритетной дисциплине обслуживания PLIFO сначала обслуживаются заявки с более высоким приоритетом (заявки из очереди выбираются по приоритету и по принципу Last In - First Out, т.е. последним пришел - первым вышел), далее обозначим через <PLIFO>.

3. Дисциплины выбора заявок на основе штрафных функций, где для каждой поступающей заявки рассчитывается ее положительный или отрицательный эффект, далее обозначим через - <COST>. Выбор реализуется путем упорядочивания заявок по величине эффекта создания ФП АСУП. В работе используется дисциплина выбора заявок на основе стоимостной функции с учетом количества ресурсов, имеющихся в заявке, далее обозначим через <ALG>.

Рассмотренные методы и подходы к распределению ресурсов показывают, что данная задача решается с помощью динамического программирования или с использованием математического аппарата сетевого планирования, используются сложные иерархические модели, учитывающие особенности процесса распределения ресурсов в конкретной области применения. Известные примеры, позволяющих применить модели распределения ресурсов для процесса модернизации ФП АСУП, не предполагают наличие множества потоков ресурсов с различными характеристиками. Таким образом, задача распределения ресурсов, применяемых в сервис-ориентированных архитектурах, определяет актуальность разработки модели распределения ресурсов, необходимых для ФП АСУП.

1.6 Формальная постановка задачи исследования

Рассмотрим формальную постановку задачи распределения ресурсов в процессе модернизации ФП АСУП.

Обозначим множество предоставляемых ФП АСУП ГГ^ед(1) = {11^,11пред,...,11пред}, где N - количество предоставляемых ФП АСУП

услуг автоматизации, а каждая ФП АСУП представляет из себя кортеж 1^(1;) =< иМ;Туре,ЯФП (1); траб >, где шё - уникальный идентификатор, создаваемой

ФП АСУП, Туре - тип важности, модернизируемой ФП АСУП, а ЯФП(1) = (г 1(1),г12(1),...,г1ш(1)) вектор ресурсов ФП АСУП, используемых при реализации 1-й ФП АСУП в момент времени траб - время к которому должна функционировать ФП АСУП. Ресурсы, используемые в ФП АСУП, обозначим

N

через кфп(1) = ик™(1). Через множество 1Тпотр(0 = {к™тр,к™тр,..,к™тр} -¡=1

обозначим потребность предприятия в ФП АСУП. Через множество Яорг (1) = {Яорг ,Я 2рг ,...Д Шрг} - обозначим нераспределенные ресурсы предприятия,

где т - множество видов ресурсов, а Я Шрг - количество нераспределенных ресурсов т- го вида. Множество всех ресурсов, которыми располагает предприятие, обозначим через Я = Я°Р'УЯИ| .

Рассмотрим задачу распределения ресурсов по ФП АСУП в рамках применения динамического программирования. Состояние АСУП £,(1) в момент времени t характеризуется следующими параметрами:

- ГТред^) = {11 Гд ,11 Гд ,..,11 Гд} - множеством предоставляемых ФП АСУП;

- 1Т (1) = { 11 потр,11 потр,...,11 потр} - множеством текущей потребности в ФП АСУП;

" 1Т(1) = 1Тпред(1)и1Тпотр(1) - множество всех ФП АСУП;

= Яорг(1)^)Яит(1) - множеством ресурсов, имеющихся на

предприятии.

Для перевода рассматриваемой АСУП из состояния Е0 в состояние Еп необходимо разбить процесс управления на п шагов. Пусть , Е2 ,•••, Еп - состояния системы после 1-го, 2-го, ..., п-го шагов. Состояние АСУП после к-го шага

характеризуется параметрами Е,^,Ек2),-",^. Состояние можно изобразить точкой

Б-мерного пространства. Последовательное преобразование АСУП (по шагам) достигается с помощью мероприятий распределения ресурсов по ФП АСУП,

которые составляют управление системой и = (и1,и2,...,ик), где ик - управление на

к-м шаге, переводящее систему из состояния Ек-1 в состояние Ек. Управление ик на к-м шаге заключается в выборе значений определенных управляющих переменных ик1),ик2),...,ик"). Предполагаем, что состояние системы в конце к-го шага зависит только от предшествующего состояния системы Ек-1 и управления ик на данном

шаге. Запишем эту зависимость в виде Ек = ^к(Ек-1,ик) - уравнение состояний АСУП.

Варьируя управление и, получим различную эффективность процесса распределения ресурсов, который будем оценивать количественно увеличением

полезности от предоставляемых ФП АСУП W = ф(^0,ик). Показатель эффективности к-го шага процесса управления, который зависит от состояния Ек-1 в начале этого шага и управления ик, выбранного на этом шаге, обозначим через 4(Ек-1,ик). В рассматриваемой задаче пошаговой оптимизации целевая

п

функция полагается аддитивной, т. е. W = ^ .

к=1

Целевой показатель предлагается взять средневзвешенное время

N

YT t

/ / type разв

развертывания ФП АСУП Тразв = J~~N-> для 98% поступающих заявок на

у T

type

г=1

модернизацию ФП АСУП, где T'pe - тип i -ой ФП АСУП, t'pa3e - время

развертывания i -ой ФП АСУП.

Предлагаемый способ должен минимизировать средневзвешенное время

развертывания Tpa3e ^ mn.

1.7 Выводы по главе

1. Был произведён анализ схем организации АСУП. Выявлены основные компоненты в её составе. Было установлено, что АСУП состоит из ФП. ФП состоят из множества ограниченных ресурсов. В качестве ресурсов выступают компьютеры, серверы, принтеры, сканеры, программное обеспечение и многое другое. Управление модернизацией АСУП осуществляется с помощью создания ФП и изменения их функций. Описан общий подход к модернизации АСУП.

2. Рассмотрены методы организации АСУП. Установлено, что АСУП строится на основе сервис-ориентированного подхода. В терминах ИПИ подхода состояние АСУП представляет собой продукт, а функциональные подсистемы -виртуальное предприятие по выпуску продуктов - состояний АСУП. Выявлено место управления ресурсами в общей схеме АСУП согласно ИПИ подхода.

3. Проанализированы методы планирования и распределения ресурсов в процессе модернизации ФП АСУП. Установлено, что большинство из них решается при помощи динамического программирования или с использованием математического аппарата сетевого планирования, используются сложные иерархические модели, учитывающие особенности процесса распределения ресурсов в конкретной области применения. Известные примеры, позволяющие применить модели распределения ресурсов для процесса модернизации ФП АСУП,

не предполагают наличие множества потоков ресурсов с различными характеристиками, а также не учитывают нестационарность потоков ресурсов и потока заявок на модернизацию ФП АСУП.

4. Приведена формальная постановка задачи на исследование.

ГЛАВА 2 МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК НА МОДЕРНИЗАЦИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

Состояние АСУ предприятием характеризуется количеством предоставляемых ФП АСУ предприятия. На рисунке 2.1 приведена обобщенная схема диаграммы изменения состояний АСУ предприятия при добавлении новых ФП. Как видно из диаграммы после поступления ресурсов, количество ФП АСУ предприятием увеличивается, так как на базе поступивших ресурсов создаются новые ФП АСУ предприятия. Высвобождение ресурсов происходит за счет утилизации существующих ФП АСУ предприятия, данные ресурсы могут быть применены для создания новых ФП АСУП или модернизации существующих.

г

Ч ¿2 Ч ¿4 '5 ¿6

Рисунок 2.1 - Диаграмма состояний АСУ предприятия.

АСУ предприятия выстраивается на потребностях, в соответствии с которыми модернизируются ФП АСУ предприятия с одной стороны, а с другой все ФП АСУ предприятия создаются на базе ресурсов, которые поступают на предприятие из разных источников [17]. Соответственно для решения задачи оптимального распределения ресурсов необходимо применять балансовые методы, которые опираются на использование балансовых уравнений.

2.1 Обобщенная модель обслуживания потока заявок на модернизацию функциональных подсистем автоматизированной системы управления

предприятием

В работе на основе анализа вариантов предприятия процессов модернизации автоматизированных систем разработана модель обслуживания нестационарного потока заявок на модернизацию функциональных подсистем АСУП включающая (рисунок 2.2): обобщенную модель процесса обслуживания заявок на модернизацию АСУ, которая в теоретико-множественной форме имеет вид (формула 2.1, 17); модель нестационарного потока заявок на модернизацию ФП АСУП (формула 2.2, 66); модель потока ресурсов на модернизацию для множественных источников ресурсов (формула 2.3 и 2.4, 6, 15); модель полезности альтернатив при принятии решений на модернизацию (формула 2.5, 25, 75); модель принятия решений на модернизацию (формула 2.6, 19).

Модель управляемого источника ресурсов

Модель потока ресурсов

Модель управления запасами

Модель обслуживания заявок

Рисунок 2.2 - Модель процесса обслуживания заявок на модернизацию ФП АСУ

предприятия.

2.1.1 Обобщенная модель процесса обслуживания заявок на модернизацию

ФП АСУ предприятия

Вид обобщенной модели процесса обслуживания заявок на модернизацию ФП АСУП имеет следующий вид (формула 2.1):

N Ь

M =

1=1 н

^ тт(R,Q)

(2.1)

где К = (1^,храбД) - модель выполнения заявок на модернизацию ФП АСУП

на основе ресурсов = д^)д^),...дт(0}, образующих пул ресурсов

Rexlst(t) = ^^(ОД^ОХ«.^^1^)} и поступающими из источников ресурсов Q(t) = , базирующаяся на моделях динамического управления

запасами.

В ИТ-подразделение предприятия поступают задачи на модернизацию ФП АСУП К<6и>(0) с интенсивностью Хк. На основе поступившей задачи, в случае возможности модернизируется ФП АСУП определенного типа. Для ФП АСУП используются ресурсы из пула доступных ресурсов, под которыми выступают программные и аппаратные средства.

Задачи на модернизацию ФП АСУП, которым было отказано в выполнении,

обозначим через К<Ке>(0), отбрасываются с интенсивностью ;к_. Не отброшенные

задачи к<м > (о) выполняются и под них в информационно-техническом (ИТ) отделе

модернизируются ФП АСУП N(0) (рисунок 2.3). ФП АСУП, функционирующие на предприятии, могут утилизироваться как планово, так и внепланово с интенсивностями Х™™ и ;ввнеплан соответственно. Необходимые ресурсы для ФП

АСУП поступают из пула ресурсов К(0) с интенсивностью ; м. Также ресурсы

могут высвобождаться из ФП АСУП как планово, так и внепланово с интенсивностями ;план и ;внетган соответственно. В пул ресурсов попадают ресурсы

из источников поступления ресурсов = ,(2^ Q } с интенсивностью . Из пула ресурсов сломанные ресурсы, выслужившие срок службы, списываются и утилизируются с интенсивностью Лд .

Л

п план ЛМ -

N -

Рисунок 2.3 - Модель развития АСУ предприятия.

2.1.2 Модель потока заявок на модернизацию ФП АСУ предприятия

В ИТ-подразделение предприятия поступают заявки на модернизацию ФП АСУП с интенсивностью Л к.:

к,=( ^ V л). (2.2)

Заявки могут быть 4-х типов (важные для предприятия в целом - МС, важные для конкретного направления бизнеса - ВС, вспомогательные - и, офисной автоматизации - ОР). Подразделение обработки заявок (ИТ-отдел или отдел автоматизации) в соответствии с целевой функцией С организует модернизацию ФП АСУП методом реконфигурации.

Обработка заявок реализуется путем модернизации ФП АСУП

гг(*) = , где 1*1 = = ш^Туре, Яр V):

- шё - уникальный идентификатор, модернизируемой ФП АСУП;

- Type = {MC,BC,U,OP} множество типов ФП АСУП.

✓ MC - критически важный для предприятия в целом (mission-critical). ФП АСУП чрезвычайно важны для осуществления всей миссии предприятия, нарушения в работе могут повлечь катастрофические последствия.

✓ BC - критически важный для предприятия (business-critical). ФП АСУП важен для поддержки отдельного направления предприятия или обеспечивающего процесса предприятия. Нарушения могут повлечь серьезные затруднения.

✓ U - вспомогательный (utility). Некритичный ФП АСУП, решающий частную, вспомогательную задачу.

✓ OP - офисной автоматизации (office productivity). Это ФП АСУП, используемая для автоматизации повседневной деятельности.

- Rj = {г|1?г|2,...,г[т} - вектор ресурсов, используемых при реализации i-ой

ФП АСУП в момент времени t, ^ - количество ресурса m-го вида, используемого

при реализации i-й ФП АСУП в момент времени t. Для проекта модернизации используются программные и аппаратные ресурсы из пула доступных ресурсов

Rexist (t) = {Rexist(t),Rexist(t),...,Remxlst(t)}.

2.2 Модель потока ресурсов на модернизацию ФП АСУ предприятия для

множественных источников ресурсов

Модель потока ресурсов на модернизацию, предполагает, что ресурсы предприятия образуют пул ресурсов R(t), который может:

- пополняться из нескольких источников Q(t) = {Q1,Q2,...,QL} с

интенсивностью A^Q>: через закупки, поставки от вышестоящего предприятия в

соответствии с заявками и без заявок, разработки собственных ресурсов, возврат из ремонта и другое;

- выбываться за счет отправки в ремонт и вывода из эксплуатации с интенсивностью ;

A. R '

- высвобождаться из ФП АСУП как планово, так и внепланово с

ИНТеНСИВНОСТЯМИ У план И Увнеплан .

Балансовое уравнение изменения пула ресурсов:

К(1к+1) = К(1к) + АЯ(1к+1) , (2-3) АЯ(1к+1) = (Яп<21>(1к+1) + Яп<22>(1к+1) +... + Я>(1к+1)) - ЯпЯ->(1к+1) -

(2.4)

Я" - > (1к+ Яплан> (1 к+1) + Я"не+шан (1 к+1)

где Я пQ> (1к+1) = (Я пQl> 0к+1) + Я> 0к+1) +... + Я> 0к+1)) - ресурсы, поступившие от

всех источников Q, в момент времени 1к+1, ЯпЯ-> 0к+1) - количество выбывших ресурсов в момент времени ^+1, Я +1) - ресурсы, выделенные в модернизируемые ФП АСУП в момент времени 1к+1, Я"Яа;> (1к+1) - ресурсы, полученные в результате плановой утилизации ФП АСУП в момент времени 1к+1,

Я "Я™ (4+1) - ресурсы, полученные в результате внеплановой утилизации ФП АСУП.

Уравнения № 2.3, 2.4 показывает, как происходит изменение пула ресурсов предприятия. Его пополнение происходит за счет ресурсов, поступивших от всех источников и за счет ресурсов, используемых в утилизируемых ФП АСУП. Уменьшение количества ресурсов в пуле происходит за счет ресурсов, задействованных для модернизации ФП АСУП.

Необходимые ресурсы для ФП АСУ предприятия поступают из пула

ресурсов Щ) с интенсивностью У „. В пул ресурсов попадают ресурсы из

источников ресурсов ^^) = ((, ((} с интенсивностью Я^. Также ресурсы могут высвобождаться из ФП АСУП как планово, так и внепланово с интенсивностями Лплан и увнеплан соответственно. Из пула ресурсов - ресурсы,

выслужившие срок службы, утилизируются с интенсивностью Як .

Для каждой АСУП характерно наличие уникальных источников со своими параметрами. Количество источников в общем случае от 1 до п. N может принимать значения до 20, в наиболее распространенных случаях государственных

предприятий их количество варьируется от 5 до 8.

На рассматриваемом предприятии имеется 7 источников поступления ресурсов, отличающихся своими характеристиками по возможностям управления, предельным объемами и интенсивностями ресурсов.

Рассмотрим из каких источников Q происходит поступление ресурсов Я на

предприятие:

- источник < предполагает приобретение ресурсов Я на денежные средства, ежегодно выделяемые в рамках бюджета предприятия;

- источник < служит для приобретения ресурсов Я на сэкономленные средства от источника < ;

- источник < предполагает приобретение ресурсов Я на денежные средства, ежегодно выделяемые в рамках вне бюджета предприятия;

- источник < служит для приобретения ресурсов Я на сэкономленные средства от источника <;

- источник < предполагает поступление ресурсов Я от вышестоящего

предприятия, в соответствии с запросом. Запрошенные ресурсы Я могут поступить из головного предприятия в полном объеме, частично или вообще не поступить;

- источник < предполагает поступление ресурсов Я за счет произведенных

самим предприятием;

- источник < предполагает поступление ресурсов Я от вышестоящего

предприятия, при отсутствии заявки на них от самого предприятия.

Обозначим интенсивность поступления ресурсов на предприятие через ;<< = {;<, ;<<2, ;<<3, ;<<4, ;<<5, ;<<6, ;<<7}.

Каждая ФП АСУ предприятия описывается количеством ресурсов, необходимых для его функционирования. При развертывании ФП АСУ предприятия возникает задача откуда взять ресурсы. Как описывалось ранее, ресурсы могут поступать от различных источников. Можно сделать предположение о том, что, управляя источниками поступления ресурсов, можно

увеличить количество ресурсов необходимых предприятию для модернизации ФП АСУ предприятия, тем самым максимизировать количество функционирующих ФП АСУ предприятия и увеличить общий эффект от управления источниками поступления ресурсов. Накопив статистику о поступлении ресурсов от источников их поступления, можно в будущем делать прогнозы какие виды ресурсов и в каком количестве поступят от соответствующих источников.

Управление источниками поступления ресурсами может осуществляться путем увеличения интенсивности потока поступления ресурсов, а также изменением процентного соотношения между типами поступающих ресурсов от источника. Разделение источника поступления ресурсов делается для того, чтобы в последующем можно было управлять поступлением ресурсов на предприятие через соответствующие источники их поступления.

2.2.1 Обоснование нестационарного неординарного характера потока поступления ресурсов на предприятие

Имеются N источников поступления ресурсов на предприятие. Каждый ресурс может быть определенного типа, всего типов ресурсов М . Каждый ресурс поступает с интенсивностью , где I - источник поступления ресурсов, который

изменяется от 1 до N, а j - тип поступившего ресурса, который изменяется от 1 до М. Суммарная интенсивность поступления ресурсов по j -му типу

N

рассчитывается по формуле

Л, =1\ . Так как поток является неординарным, то

г

ему присуща характеристика неординарности I. Общее число ресурсов j -го типа, поступающих за время I с вероятностью Р (1), составляет к = И .В каждый момент

с вероятностью Р^ поступает I ресурсов j -го типа. Параметр для каждого I равен

а=ЛР.

Нестационарный пуассоновский поток задается вероятностью Р (Х0,т)

поступления j -го ресурса от I -го источника за промежуток времени [¡0,10 + т) и определяется по формуле:

N

^ ('0'Г) /о ^

Р^ = -е ' , ( )

где К - количество поступивших ресурсов в момент времени.

Рассмотрим поток поступающих ресурсов на предприятие. Существует О = (1,2,...,о} видов ресурсов. Поступающие на предприятие ресурсы можно

обозначить в виде вектора ресурсов Я = (г1, г2,..., го }. Ресурсы на предприятие могут поступать от различных источников, которые обозначим через М .

Для задания случайных потоков поступления ресурсов, как и любых других случайных величин и процессов, используются функции распределения. Функцией распределения вероятностей некоторой случайной величины X называется функция ¥(х) = Р(X <х}, определяющая вероятность того, что X п х, где х -

определенная, заданная величина. Для задания случайного потока поступления ресурсов могут быть использованы следующие эквивалентные способы:

- совместный закон распределения п случайных моментов поступления ресурсов:

Р(Т <^,1 = 1,2,...,п} = Р(Т <^,Т2 <Х2,...,Тп < 1и}, где Т п I-й поступающий вектор ресурсов, п может принимать любое значение;

- совместный закон распределения п случайных промежутков времени между вызывающими моментами:

Р(Ъ1 < д = 1,2,...,п} = Р^ < г1,< г2,...,< 2п), где - промежуток

времени между (1— 1) и г векторами поступающих ресурсов, п может принимать любое значение;

- совместный закон распределения числа поступающих ресурсов Я на п отрезках времени [10,11 ),[^0, ),...,[?0, 1п):

Р{К (1Д.) = кг ,1 = 1,2,..., п} = Р{К (^д = к1? К (10,12) = к2,..., К (10,1 и) = к и}, где

п может принимать любое значение, к — к2 -... - кп, ^ < <... < Iп.

Поток поступления ресурсов на предприятие является нестационарным и неординарным. Нестационарным, потому что вероятность поступления того или иного вектора ресурсов за какой-нибудь промежуток времени зависит не только от длины этого промежутка, но и от момента его начала. Неординарным, потому что в одно и тоже время могут поступать вектора ресурсов пачками.

Вероятность поступления точно к ресурсов за заданный промежуток ^ ^, в силу нестационарности потока эта вероятность зависит не только от длины

промежутка ^ ^, но и от начального момента :

Неординарность означает, что в потоке ресурсов ресурсы могут поступать не по одному, а сразу группами. В этом случае все ресурсы, приходящие одновременно, объединяются в группы, вероятность поступления двух или более числа ресурсов за промежуток времени t есть величина, бесконечно малая по отношению к t.

Вероятность поступления к ресурсов для модернизации АСУ предприятия для условий потока с возможной неординарностью с учетом вероятности рт нахождения т ресурсов в группе:

к

Jя(и )йи

Рк (1°,1)==— к!

, к = 0,1,....

(2.6)

п

1, если к = 0, 0, если к > 1.

2.3 Модель принятия решений на модернизацию АСУ предприятия

Рассмотрим известные подходы к выбору заявок, основывающиеся на учете ценности реализации заявок, то есть - не учитывающие ценность, учитывающие ценность с точки зрения приоритетов, учитывающие ценность с точки зрения непосредственного учета.

В основном, все известные методы распределения ресурсов, строятся на основе динамического распределения ресурсов [15, 75] в соответствии с имеющимися ресурсами, а также на методе основывающимся на решении задач распределения ресурсов на сетях - решении задач дискретной оптимизации позволяющих максимизировать ценность в конкретной ситуации. Задачи распределения ресурсов существуют в законченном виде лишь для ограниченного ряда постановок [19, 23], основные же результаты в настоящее время лежат в плоскости прикладных исследований, направленных на разработку эффективных вычислительных методов и специализированных инструментальных средств.

Рассмотрим базовые подходы к распределению ресурсов при модернизации ФП АСУ предприятия. В [54] построено явное решение для многомерной линейной задачи распределения ресурсов, указана геометрическая трактовка этого решения, которая позволяет полностью исследовать данную задачу. В [24] рассмотрена проблема управления качеством сервис-ориентированных систем, предложены модели распределения ресурсов. В [70] формулируется и решается задача распределения ресурсов между проектами, входящими в портфель проектов, реализуемых предприятием. В [32] рассматриваются новые методические подходы к решению статической задачи оптимального распределения ресурсов. Задачу статического распределения ресурсов предлагается решать в постановке теории покрытий. Задача динамического распределения ресурсов в условиях конфликта ставится и решается как дифференциальная игра.

Рассмотрим подходы, учитывающие ценность с точки зрения приоритетов. Например, в [94] предложены новые алгоритмы решения задачи оптимального распределения ресурса, использующие множества Парето и двусторонние