Разработка системы административного управления подразделения администрирования АСУП тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Гришаков, Вадим Геннадьевич

• Гришаков, Вадим Геннадьевич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гришаков, Вадим Геннадьевич

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СИСТЕМ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ АСУП.

1.1 Анализ автоматизированных систем управления в иерархии управления предприятием.

1.2 Анализ процессов моделирования при принятии решений в процессе сопровождения АСУП.

1.3 Постановка задачи исследования.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ РСУЗ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ГИБКОГО ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА.

2.1 Создание функциональной модели системы диспетчеризации РСУ

2.2 Создание модели организации системы диспетчеризации распределенной системы управления запросами.

2.3 Способ распределенной обработки данных с распределенным управлением.

2.4 Анализ современных подходов к верификации распределенных вычислительных систем.

2.5. Верификация модели функционирования РСУЗ.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. СОЗДАНИЕ ЯЗЫКА УПРАВЛЕНИЯ ЗАПРОСАМИ И ПРОЦЕССАМИ КОМПЛЕКСНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИНТЕРПРЕТАТОР ДЛЯ РСУЗ РГИК.

3.1. Анализ процессов гибридного моделирования в РГИК.

3.2. Создание языка управления запросами и процессами комплексного моделирования компонентов АСУП.

3.3. Интерпретатор для языка управления запросами и процессами комплексного моделирования.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РСУЗ РГИК В ПРОЦЕССЕ СОПРОВОЖДЕНИЯ АСУП.

4.1 Методика экспериментальной проверки РСУЗ на стенде полу натурного моделирования АСУП.

4.2 Разработка прототипа распределенного гибкого инструментального комплекса.

4.3 Экспериментальное исследование прототипа РГИК на актуальной задаче сопровождения АСУП.

4.4 Научно-технические предложения по организации распределенного гибридного моделирования при сопровождении АСУП.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка системы административного управления подразделения администрирования АСУП»

Актуальность темы.

Промышленность переходит на выпуск продукции индивидуально под все группы потребителей. Стремление к более полному удовлетворению потребностей конкретных клиентов, а также более полному и эффективному использованию различных ресурсов требует использования производств, имеющих гибкую структуру бизнес-процессов, что приводит к появлению новых подходов, концепций и методологий в построении автоматизированной системы управления предприятием. Внедрение новых подходов к сопровождению АСУП в России осуществляется в рамках направлений информационной поддержки жизненного цикла изделий и интегрированной логистической поддержки [48,65].

Поддержание АСУП и ее компонентов на достаточном для успешного управления предприятием в рыночных условиях уровне, организуется системой административного управления. Важным элементом системы административного управления корпоративной АСУП является система головного администрирования АСУП, решающая задачи непосредственного администрирования АСУП и информационно-вычислительной сети предприятия. Эффективное использование моделирования в процессе принятия решения по сопровождению позволяет повысить эффективность администрирования. Совершенствование АСУП выполняется в направлении интеллектуализации систем административного управления, содержащих распределенные экспертно-моделирующие системы с распределенными гибкими инструментальными комплексами (РГИК), обеспечивающими выполнение комплексных запросов на моделирование — генерации гибридных моделей. Системы управления гибридным моделированием сложных компонентов АСУП включают множество серверов моделирования, задача эффективного управлениями которыми требует решения.

Цель исследования — повышение эффективности администрирования корпоративной ИВС в составе АСУП за счет совершенствования организации головной системы административного управления, в том числе системы моделирования в ее составе.

Объект исследования диссертационной работы — распределенная система управления запросами и процессами моделирования (РСУЗ) в составе РГИК подразделения головного администрирования АСУП.

Предмет исследования — комплекс моделей РСУЗ и ее существенного компонента - системы диспетчеризации.

В соответствии с целью были определена общая научная задача диссертационной работы: найти более эффективную функциональную модель организации РСУЗ с учетом условий достаточной верности (отсутствия существенных ошибок) и требований к затратам времени и ресурсов и сформулированы частные научные задачи:

1. Предложить функциональную модель распределенной системы управления запросами (РСУЗ) при условии переноса части функций по обеспечению выполнения гибридных моделей с персонала подразделения головного администрирования на аппаратно-программные средства РСУЗ, удовлетворяющую условиям верности, требованиям ресурсоемкости и оперативности.

2. Предложить модель организации системы диспетчеризации РСУЗ, обеспечивающую отсутствие тупиковых ситуаций зацикливаний в процессе функционирования, реализующую требования ресурсоемкости и оперативности.

3. Предложить вариант формального языка для системы диспетчеризации РСУЗ обладающий функциональной достаточностью для описания множества типов задач администрирования и процессов моделирования и разработать для него эффективный интерпретатор.

4. Предложить методику экспериментальной проверки РСУЗ, включающую выбор адекватного контрольного примера в виде важной задачи подразделения головного администрирования, построение макета

2. Предложен способ распределенной обработки информации с распределенным управлением, обеспечивающий выполнение запросов на распределенное моделирование. Способ защищен Патентом на изобретение РФ № 2231113 от 20.06.2004 г.

3. Предложен прототип РСУЗ в подразделениях сопровождения АСУП, что подтверждается ее использованием в ряде научно-исследовательских работ и деятельности предприятий.

Реализация результатов.

1. Экспертно-моделирующая сеть на базе \уеЬ-технологии в службе информационных технологий ЗАО «Орлэкс» (г. Орел).

2. Модель организации системы административного управления подразделения головного администрирования в системе сопровождения АСУП ООО «Инком» (г. Томск).

3. Прототип распределенной экспертно-моделирующей системы подразделения головного администрирования ИВС АСУП с средствами синхронизации для отдела ИВС ФГУП Омский НИИ приборостроения (г. Омск).

4. Модель организации системы административного управления подразделения администрирования АСУП, позволяющая использовать гибридное моделирование корпоративной информационно-вычислительной сети в процессе администрирования использована при разработке прототипа системы управления сопровождением АСУП института «Кибернетический центр» (г. Томск).

5. Прототип распределенного гибкого комплекса моделирования с механизмом диспетчеризации, гарантирующим результативность моделирования, использован при разработке перспективной АСУ комплексов обработки данных в ФГУП «НИИ «КВАНТ».

Апробация. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (2005 г.), международной научно-методической конференции вузов и факультетов телекоммуникаций (2006 г.), научно-практической конференции «Современные методы обработки информации -2005» (2005 г.)

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 10 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, и заключения. Диссертация содержит 151 стр., 39 рисунков, 7 таблиц. Список литературы содержит 85 наименований.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Гришаков, Вадим Геннадьевич

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4

1. Предложен подход к верификации прототипа РГИК на основе тестовой сложной задачи сопровождения АСУП: разработка проекта модернизации КИВС путем добавления нового сегмента для организации работ выделенного подразделения. Целью верификации является проверка результативности при обработке комплексных запросов на моделирование. Указанные подход лег в основу методики экспериментальной проверки РСУЗ, выносимой на защиту.

2. Тестовая задача представлена в виде, предполагающем использование гибридной модели в процессе ее решения. Выбрана из множества доступных адекватная гибридная модель на основе имеющихся в прототипе РГИК частных моделей (использовались модели СМО различного типа). На основе гибридной модели был разработан сценарий на языке запросов для моделирования, предполагающий выполнение семи частных запросов на моделирование.

3. Предложена архитектура стенда для проведения экспериментов с прототипом РГИК, позволяющая оценить результативность гибридного моделирования, тем самым провести практическую верификацию предложенных проектных решений.

4. Проведены эксперименты с прототипом РГИК на основе тестовой задачи сопровождения АСУП при различном количестве используемых вычислительных узлов. Во всех случаях прототип РГИК сформировал схемы моделирования, на основе которых были получены их отображения на архитектуру вычислительной системы, обеспечивающие результативность выполнения комплексных запросов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом проведенного исследования является доказательство пригодности функциональной модели РСУЗ, базирующейся на методах анализа структурно-топологических характеристик автоматизированных систем управления, отличающейся автоматизацией рутинных функций выполнения гибридных моделей. Предложена математическая модель системы диспетчеризации РСУЗ, обеспечивающая отсутствие тупиковых ситуаций и зацикливаний в процессе функционирования, удовлетворяющая требованиям ресурсоемкости и оперативности. Предложен, экспертно обоснован и экспериментально проверен вариант формального языка управления запросами и процессами моделирования, уменьшающий неопределенность и некорректность в описании запросов и исходных схем организации и выполнения моделирования и годный по показателю лексическая достаточность для описания множества типов задач администрирования и процессов моделирования. Для языка управления запросами и процессами моделирования предложена и экспериментально проверена на реализуемость формальная модель интерпретатора, годная по показателю верность интерпретации для всего множества запросов, представленных на ЯЗМ. Предложена методика проверки РСУЗ, базирующаяся на методах иерархического планирования экспериментов и позволяющая оценить пригодность РСУЗ. На основе актуального контрольного примера в виде важной задачи подразделения головного администрирования, макета РСУЗ с системой диспетчеризации в ее составе и макетов систем моделирования, был проведен эксперимент и проверены предложенные модель организации системы диспетчеризации, варианты ЯЗМ и интерпретатора. На основе результатов эксперимента сформулированы научно-технические предложения для построения РСУЗ в различных подразделениях головного администрирования АСУП.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гришаков, Вадим Геннадьевич, 2008 год

1. Аверченков В.И., Кузнецов Д.О. Автоматизация обеспечения технологичности конструктивных форм сборочных соединений в условиях применения CAD / САМ / САЕ-систем // Вестн. компьютерн. и информ. технол. 2006. - N 1(19). - С.7-14.

2. Бакаев, В. В. Информационное обеспечение, поддержка и сопровождение жизненного цикла изделия Текст. / В. В. Бакаев, Е. В. Судов, В. А. Гомозоев и др. / под редакцией Бакаева В. В. — М.: Машиностроение-1, 2004. 624 с.

3. Баранов И. Ю., Пирогов В. В., Христенко Д. В. Интеллектуальная система административного управления развитием корпоративной информационно-вычислительной сети // "Датчики и системы". №6, 2001. с. 42-46

4. Блохин В. Г., Глудкин О. П., Гуров И. А., Ханин М. А. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результата. — М.: Радио и связь, 1997. — 232 с.

5. Бондарь A.B. Разработка интегрированной системы управления качеством наукоемких изделий: автореф. дис. . д-ра техн. наук / Воронеж, мех. завод. Брянск, 2008. - 33 с.

6. Бурдонов, И. Б. Обзор подходов к верификации распределенных систем Текст. / И. Б. Бурдонов, А. С. Косачев, В. Н. Пономаренко, В. 3. Шнитман. М.: ИСП РАН, 2003. - 52 е.: ил.

7. Бурдонов, И. Б. Теория конформности для функционального тестирования программных систем на основе формальных моделей Текст. : дис. . док. физ.-мат. наук : 05.13.11 : защищена 21.05.08 / Бурдонов Игорь Борисович. М, 2008. - 596 с.

8. Бурдонов, И. Б. Теория соответствия для систем с блокировками и разрушениями Текст. / И. Б. Бурдонов, А. С. Косарев, В. В. Кулямин. М.: «Наука». - 2008, 495 с.

9. Внедрение CALS-технологий в КБ приборостроительного и ИТ профиля / Везенов В.И., Свешников О.Г., Кондратов. С., Афанасьев А.Г. // Качество и ИЛИ (CALS) технологии. - 2004. - N 1(1). - С.86-87. - Библиогр.: 3 назв.

10. Гаврилов, Д. А. Управление производством на базе стандарта MRP II 2-е изд. Текст. СПб Питер, 2005 - 416 е.: ил. - ISBN 5-469-00920-3.

11. Гайдышев И. Анализ и обработка данных Текст. : специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. - 752 е.: ил. - ISBN 5-31800220-Х.

12. Гвишиани Д. М. Многокритериальные задачи принятия решений Текст. / Под ред. Д. М. Гвишиани и С. В. Емельянова. — М.: машиностроение, 1978. — 192 е.: ил.

13. ГОСТ 24.701-86. Надежность автоматизированных систем управления: основные положения. — 11 с.

14. ГОСТ Р ИСО 10303-1-99. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 1. Общие представления и основополагающие принципы. 11 с.

15. Гребнев, С. А. Подходы к решению проблемы интеграции АСУТП и АСУП Текст. / С. А. Гребнев, В. И. Кузякин, О. В. Синенко // Автоматизация в промышленности. — М.: 2003, №9. с. 28-30.

16. A.П. Кудинова, Г.Г. Матвиенко, В.Ф. Самохина. СПб.: Изд-во Политехи, унта, 2005.-с. 44-45.

17. Гришаков, В.Г. Архитектура современной АСУП CALS-типа Текст. //В.Г. Гришаков, Д. В. Христенко Депонированная в ВИНИТИ №24-В2006, 2006. 17 с.

18. Двоеглазов Д.В., Иванников А.Д., Матчин В.Т., Мордвинов

19. Деменков М.Е. Повышение эффективности конструкторско-технологического проектирования на основе интегрированной модели жизненного цикла изделий: автореф. дис. . канд. техн. наук / Моск. гос. технол. ун-т "Станкин". М., 2005. - 24 с.

20. Дешин М.А. Проектирование дирижаблей нового поколения на основе компьютерного моделирования с применением CALS-технологии // Новые информ. технологии: тез. докл. XV междунар. шк.-семинара. М.: МИЭМ, 2007.-С.171-172.

21. Дубов Ю. А., Травкин С. И., Якимец В. Н. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем Текст. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - 296 е.: ил. - (Теория и методы системного анализа).

22. Капустин Н. М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении Текст. : Учеб. для втузов / Н. М. Капустин, П. М. Кузнецов, А. Г. Схиртладзе и др.; под ред. Н. М. Капустина. М.: Высш. шк., 2004. - 415 е.: ил. - ISBN 5-06-004583-8.

23. Котов В.Е. Сети Петри М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. — 160 с.

24. Кревский, И. Г. Формальные языки, грамматики и основы построения трансляторов: Учебное пособие Текст. / И. Г. Кревский, М. Н. Селиверстов, Григорьева К. В., под ред. А. М. Бершадского. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2002. 124 е.: ил.

25. Кузнецов Б. Ф. Стохастические модели и методы анализа информационно-измерительных систем АСУ ТП Текст. / Ангарск: Ангарская государственная техническая академия, 2007. — 180 е.: ил.

26. Курсин Д.А. Разработка модели управления жизненным циклом изделия на стадии эксплуатации // Вестн. машиностроения. 2005. -N 9. - С.79-85. - Библиогр.: 4 назв.

27. Кутузов О. И., Татарникова Т. М. Моделирование телекоммуникационных сетей. Учебное пособие. СПб.: СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, 1999.

28. Лалани С., Чандэк Р. ActiveX. Минск: Попурри, 2000. 624 с. ISBN 985-438-201-Х.

29. Лебеденко, Е. В. Исследование системы управления распределенного инструментального комплекса для администрирования корпоративных АСУП Текст. : дис. . канд. тех. наук : 05.13.06 : защищена 20.05.07 / Лебеденко Евгений Викторович. Орел, 2007. - 176 с.

30. Лебеденко, Е. В. Разработка алгоритма оптимального планирования распределения запросов в системах распределенного моделирования // Системы управления и информационные технологии, 2007, 2(27). С. 240-243.

31. Лебеденко, Е. В. Сравнение альтернатив распределенных систем управления гибридным моделированием объектов корпоративных информационно-вычислительных сетей / Е. В. Лебеденко, В. В. Пирогов, А. А. Воробьев // Датчики и системы, 2002, № 4. С. 7-10.

32. Мамиконов А. Г. Проектирование АСУ Текст. : Учебник для спец. «АСУ» вузов. — М.: Высш. шк., 1987. — 303 е.: ил.

33. Марка Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. — М.: МетаТехнология, 1993. — 240 с.

34. Мелихов, А. Н. Теория алгоритмов и формальных языков

35. Текст. / А. Н. Мелихов, В. И. Кодачигов Таганрог: ТРГУ, 2006. - 80 е.: ил.

36. Меньков, А. В. Теоретические основы автоматизированного управления / А. В. Меньков, В. А. Острейковский. — Учебник для вузов. М.: Издательство Оникс, 2005. - 640 е.: ил. - ISBN 5-488-00129-8.

37. Мирошник И. В. Теория автоматического управления. Нелинейные и оптимальные системы Текст. СПб.: Питер, 2006. - 272 е.: ил. - (Серия «Учебное пособие»). - ISBN 5-469-00351-5.

38. Монтгомери, Д. К. Планирование экспериментов и анализ данных: пер. с англ. JI: Судостроение, 1980. - 384 с.

39. Мусаев, А. А. Автоматизация, диспетчерских производственных процессов промышленных предприятий Текст. / А. А. Мусаев, Ю. М. Шерстюк // Автоматизация в промышленности. М.: 2003, №9. с. 36-43.

40. Мусаев, А. А. Интеграция автоматизированных систем управления крупных промышленных предприятий: принципы, проблемы, решения Текст. / А. А. Мусаев, Ю. М. Шерстюк // Автоматизация в промышленности. М.: 2003, №10.

41. Негойце К. Применение теории систем к проблемам управления Текст. — М.: Издательство «Мир», 1981. — 183 е.: ил. (в пер.).

42. Непейвода Н. Н. Стили и методы программирования: Курс лекций: Учеб. пособие. — Интернет-ун-т информ.технологий, 2005. — ISBN 5-95560-023-0.

43. Норенков, И. П. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии Текст. / И. П. Норенков, П. К. Кузьмин М.: Изд-во МВТУ им. Баумана, 2002. - 320 с.

44. О'Лири, Д. ERP системы. Современное планирование и управление ресурсами предприятия. Выбор, внедрение, эксплуатация Текст. / Дэниел О'Лири; [Пер. с англ. Ю. И. Водяновой]. М.: ООО «Вершина», 2004. - 272 е.: ил. - ISBN - 5-94696-067-9.

45. Окулесский В.А., Портной В.О. Развитие и совершенствование системы обеспечения качества продукции с использованием CALS-технологий функционального и информационного моделирования // ИТПП. 2000. - N 2. - С.6-13.

46. Олзоева С. И. Распределенное моделирование в задачах разработки АСУ. Улан-Удэ: Издательство ВСГТУ, 2005. - 219 с.

47. Певзнер Л. Д. Теория систем управления Текст. — М.: издательство Московского государственного горного университета, 2002. — 472 с. ISBN 5-7418-0076-9 (в пер.).

48. Пентус, А. Е. Теория формальных языков : учебное пособие Текст. / А. Е. Пентус, М. Р. Пентус. М.: Изд-во ЦПИ при механико-математическом ф-те МГУ, 2004. — 80 с.

49. Пуцко Н. Н. Разработка методов и средств оценки эффективности функционирования web-серверов : дисс. канд. технич. наук : 05.13.13. Москва, 2005. - 121 с. : ил.

50. Р 50.1.028-2001. Информационная технология поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального проектирования. — 54 с.

51. РоговС., НамиотД. Тестирование производительности Web-серверов // Открытые системы . 2002 . №12. С. 55-59.

52. Самарский, А. А. "Компьютеры, модели, вычислительный эксперимент". Москва "Наука" 1988. 176 с.

53. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем Текст. М.: издательство Высшая школа, 2007. - 343 с. - ISBN 978-5-06-003860-6 (в пер.).

54. Трояновский В. М. Информационно-управляющие системы и прикладная теория случайных процессов Текст. : Учебное пособие. М.: Гелиос АРВ, 2004. - 304 е.: ил. - ISBN 5-85438-011-0.

55. Хопкрофт, Джон. Э. Введение в теорию автоматов, языков и вычислений Текст. / Джон Э. Хопкрофт, Р. Мотвани, Д. Д. Ульман. 2-е изд.: Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. — 528 е.: ил. — парал. Тит. Англ. ISBN 5-8459-0261-4 (рус).

56. Христенко Д. В., Лебеденко Е. В., Воробьев А. А. Сеть распределенных экспертно-моделирующих систем и методика оценки ее качества // Известия ОрелГТУ. № 1, 2008. с. 44-52

57. Христенко, Д. В. Разработка системы административного управления корпоративной информационно-вычислительной сети Текст. : дис. . канд. тех. наук : 05.13.06 : защищена 20.05.08 / Христенко Дмитрий Викторович. — Орел, 2008. 200 с.

58. Шалыто А. Технология автоматного программирования // «Мир ПК», 2003. №10, С.74-78.

59. Яблочников, Е. И. ИПИ-технологии в приборостроении Текст. / Е. И. Яблочников, В. И. Молочник, А. А. Миронов. СПб.: СПбГУИТМО, 2008. - 128 с.

60. Якобовский, М. В. Распределенные системы и сети. Учебное пособие. М.: МГТУ «Станкин», 2000. — 118 е., ил.

61. Bozga, M. Automated validation of distributed software using the IF environment. / M. Bozga, S. Graf, L. Mounier / In S.D. Stoller and W. Visser,editors, Workshop on Software Model-Checking, associated with CAV'01 (Paris, France) July 2001.

62. Chandy, K. M. and J. Misra (1981). "Asynchronous Distributed Simulation via a Sequence of Parallel Computations." Communications of the ACM 24(4): 198-205.

63. Dahl, O. Structured Programming / Dahl, O., Dijkstra, E. and Hoare, C.A.R. London.: England: Academic Press, 1972.

64. David S. FrankeJ. Model Driven Architecture: Applying MDA to Enterprise Computing. John Wiley & Sons, 2003. ISBN 0-471-31920-1.

65. Perakath Benjamin, Kumar V. Akella, Kaiser Malek, Ronald Fernandes. An Ontology Driven Framework For Process-Oriented Applications. Proceedings of the 2005 Winter Simulation Conference M. E. Kuhl, N. M. Steiger, F. B. Armstrong, and J. A. Joines, eds.

66. Richard E. Nance. Distributed Simulation With Federated Models: Expectations, Realizations And Limitations. In Proceedings of the 1999 Winter Simulation Conference. P. A. Farrington, H. B. Nembhard, D. T. Sturrock, and G. W. Evans, eds. pp. 1026-1031.

67. Rembold U., Blume C., Dillmann R. Computer-integrated manufacturing technology and systems. New York: M. Dekker, 1985.- 790.

68. S. Gilmore and J. Hillston. The PEPA workbench: a tool to support a process algebra-based approach to performance modelling. In Computer Performance Evaluation, Modeling Techniques and Tools, LNCS 794: 353-368, Springer-Verlag, 1994.