автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Декомпозиционный метод и интеграция моделей управления дискретными процессами (на примере консервного производства)

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "КИБЕРНЕТИКА"

РГГ од

1 1 Ш! Ш5

на правах рукописи

МАЖДУБ OSÍAP АЕДЕЛЬ АЗИЗ НУСГАСА

ДЕКО!ШОЗИЩЮ1ШЫ9 КЕТОД Н ИГГЕГРАЦ1Ш МОДЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ ДИСКРЕТКЬКИ ПРОЦЕССА}"! (НА ПРИМЕРЕ КОНСЕРВНОГО ПРОИЗВОДСТВА)

Специальность 05/13.01 - Управление в технических

системах

ABTGPE3EPAT

диссертации на ссискание ученой степени кандидата технических наук

i алгкент

- 1995

Работа выполнена в Институте кибернетики НПО "Кибернетика" Академии наук Республики Узбекистан.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Б.М. ИСМАИЛОЕ. Официальные оппоненты:доктор технических наук,

профессор К.A АХМЕТОВ,

кандидат технических наук З.Я РАХЩЦЖАНОВ.

Ведущая организация: Научно-производственное объединение "Пищевик"

Защита состоится "13 "C¡MjJ¡£{& 1995г. года в (</°°чао. ка заседении Специализированного совета Д 015.12.21 в научно-производственном объединении "Кибернетика" Академии наук Республики Узбекистан, по адресу: Ташкент, 700143, ул. Ф. Ходжаева,34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института кибернетики НПО "Кибернетика" Академии наук Республики Узбекистан..

Автореферат разослан "_" _ 1995г.

Ученый секретарь Специаливированного совета',' доктор технических наук профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. В настоящее время развитие вычислительной техники и средств автоматизации коренным образом изменило их роль в повышении эффективности производства. В первую очередь это касается автоматизации производства в части ее организационного , организационно-экономического, а также организаци-. онко-технического управления. Относительная дешевиэка -электронной техники, з также развитые наборы инструментальных средств их программирования обеспечивают сокращение сроков проектирования автоматизированных систем различного назначения в десятки раз. Этому способствует в том числе и стандартизация архитектуры вычислительных систем общего назначения.

Однако основным препятствием на пути эффективного внедрения средств автоматизации и ¡в настоящее время остается отсутствие для некоторых классов а'бъектов адекватных методов и средств их моделирования. Ео многих случаях это касается систем управления реального•времени.I Размерность моделей, построенных на базе классических теорий, не позволяет получать приемлемые решения за ограниченное время, что является важнейшим условием адекватности управления.

Диссертационная работа посвящена системному анализу и синтезу управления объектами перерабатывающей промышленности на примере консервного производства. Анализ существующих работ показывает, что разработанные многочисленные работы охватывают все стороны и сферы управления объектами переработки. Однако развитие и внедрение перспективных информационных технологий, таких как локальные вычислительные сети, систе:,м управления распределенными базами данных, программно-аппаратная поддержка распределенных АСУТП и т.п. налагают новые требования в применении известных методов и моделей управления.

Специфика состоит в том, что общая проблема поиска решений распределена по узлам вычислительной системы и она реализуется как совокупность асинхронно действующих процессов.

Наиболее важными и менее традиционными являются задачи принятия решений по оперативному планированию и управлению. Они, как правило, характеризуются большой размерностью аналитических моделей, гтспользуемых для поиска решений и вместе с тем ограниченным временем решения. Кроме того в оперативном управ-

ленгш зачастую задействовано наибольшее количество людей, одновременно вырабатывающих конкретное управленческое решение. Эти факторы обуславливают применение параллельных методов принятия решений-с возможностью их аффективной реализации на распределенных вычислительных комплексах. Распараллеливание вычислении зависит от способа декомпозиции по функциональному и структурному признакам и требует построения и реализации модели синхронизации работы с' моделями знаний, оптимизации, данными распределенными по узлам вычислительной сети.

Делью исследования является разработка декомпозиционного метода и интеграция разнородных моделей принятия -решений по управлению дискретными процессами консервного производства.

Научная новизна. Заключается в разработке методов описания и анализа алгоритмов поиска решения, использующих разнородные модели для чего решены следующие задачи:

1. произведен системный анализ и приведена иерархия страт, слоев и эшелонов,"описывающих объекты консервного производства;

2. произведена структурная декомпозиция оптимизационной и дедуктивных моделей оперативного планирования и диспетчерского управления;

3. Разработаны, модели реализации распределенного управления.

Методы исследований базируются на теории многокритериальной оптимизахг--;, сетей Петри, математической логики, многоуровневых иерархических систем. ..

Практическая ценность и рекомендации по дальнейшему использованию результатов исследования

- модели текущего планирования и управления на цеховом уровне; ^

- модели диспетчеризации вычислительных процессов для распределенных вычислительных комплексах;

. - модели рбщения меаду прикладными процессами многоуровневого моделирования принятия решений по управлению;

- технические средства сбора и обработки информации о ходе производственных процессов реализованы и апробированы для конкретных объектов консервного производства.

Направление работы. - Работы проводились в рамках Государственной научно-технической- программы N13. " Создание и практическая реализация программно-технических' средств для решения

задач вычислительного зксперимента, контроль и управления объекта.«: со сложной структурой, разработка новых информационных технологий обработки данных, совершенствование и развитие методов проектирования информационно-вычислительных сетей".

Апробация работы. Научные и практические результаты диссертационной работы докладывались на международных конференциях: Интеллектуализация систем управления и обработки информации. Ташкент, сентябрь 1994, Информатизация Республики и новые информационные технологии. Ташкент, октябрь 1994 и на заседаниях секции "Автоматизация производства" Проблемного Совета "Кибернетика" АН РУз, и объединенном научном семинаре Института кибернетики НПО "Кибернетика" АН РУз.

По теме диссертации опубликованы 2 статьи и 2 тезиса.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из 4-х глав, заключения, списка дитературк и приложения. Основное содержание работы изложено на 131 страницах машинописного текста, включает 17 рисунков и 2 таблицы. Список литературы включает 83 наименования на 9 страницах. Приложения на 13 страницах.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные алгоритмы и программы кашли1 применение при разработке и внедрении комплексной АСУ Янгкюльским консервным заводом.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность поставленной цели работы, обоснование задач исследования, научная и практическая значимость выполненных в диссертации работ.

Е первой глазе дается системный анализ объектов управления, дается иерархия страт, слоев и эшелонов управления процессами производства консервной продукции.

Аспекты системы, представляющие интерес для данного исследования, формально может Сыть выражен в виде дерева системы. Приведем,методику построения такого дереза для ИАСУ системы переработки сельхозпродукции.

Оппсем содержание страт Ц. На верхнем уровне Од расположен гпбкип автоматизированный взвод: 0о-чо(«3) На страте {411}, ±1=1,П1

расположено автоматизированное производство в виде композиции подсистем;

Qu

I11=Пх1 [il=l

A3

Со1, ЭВМ-Ц

il 4 Сг ОУ1

il 4 Cn-i, ЦУп-1

il 4

Cn . ОУп-1

где SEM -Ц - центральная ЭВМ, которая рассматривается как техническое средство управления объектами управления 4

четвертого уровня - ОУi:.

4 4 4 4

ОУ i = { 0У1.....ОУп-i, 0УП >

в качестве которых выступают автоматизированные цеха С АЦ ) межцеховые транспортные системы (ЦТрС) и заводские, складские системы (ЦСкС)

оу?* (оу4, ац), (оу4,цтрс) , (оу4, ЦСкС)

где ОУ1 выступают по отношению к ЭЕМ-Ц в качестве внешних устройств. Связь, как правило, осуществляется через

4

магистральный канал общей сети завода, У4 получает от ЭВМ-Ц не-

обход.гмую управляющую информацию и, в сеою очередь передает в SEM-Ц информацию о состоянии.производственного процесса. В свою очередь автоматизированные цеха могут быть представлены в виде композиции SEM-0 il подчиненных ей объектов управления третьего э

уровня. ОУ1 формируют нижерасположенную страту:

ГГ.Ип . ,li2=ni2l.il=ni1"2 .nl

Щ^«]:**!^"'*) -^Со2. ави-о),

(о}2, ОУ?), ..., (Сп-1, ОУп-i), (Сп2, 0У„)|]

В качестве оперативной ЗВМ-0 может быть выбрана малая уиравляЕщая ЭВМ, по отношению которой вьгаерасположенная ЭЕМ-Ц

выступает в качестве центральной.

з

Что же касается объектов управления третьего уровня ОУ^ 3 3 э

ОУ, -{0У1,..., 0УП>

то они представляют собой производственные участки линии, а также автоматизированные участковые транспортные системы (УТрС): и участковые складские системы (УСкС):

оу?-| (оу3,пу] , (0У3,УТрс) , (оу3, УСкС]

На следующей страте раскрывается структура производственного учззтка (линии), которые представлены композицией устройств числового программного управления (УЧПУ) и подчиненных ему объектов управления второго уровня - ОУ:

тчгхгъг*--- •

- j(c¿3, УЧИ»'), (с1Э,0У(Сп-1,0Уп-1),(сп3,0Уп) J]

В качестве устройств ЧПУ может быть выбрана микро SSM, объекта!«! управления второго уровня являются технологические агрегаты, оборудование и т.п.:

0У%|(0У1, ТУХ), (оу|, ТУ2)..... (оУп, ТУп)

Следующий аспект изучения ИАСУ A3 относится к исследованию их организационной структуры. Понятие, иерархии подразумевает, что система состоит из семейства четко выделенных взаимодействующих подсистем; некоторые из подсистем являются решающими элемента.«!; решающие элементы располагаются такле иерархически.

Уровень в такой системе называется зпелонсм, в сема иерархия многсзиелокной. Причем Эшелонированное представление организационно-технологической АСУ ззеодз мелет быть различным в завистаости от рассматриваемого уровнд технических средств.

Во второй глазе предлагается модели '/правления для рзглш-

ных слоев (уровней) принятия решения по управлению. Предлагается рассматривать 5 уровней. На 1-м уровне управление физическим каналом передачи данных. Он реализован аппаратно согласно схеме адаптера RS-232, на втором уровне - управление логическим звеном передачи данных, на третьем - управление функциями отработки воздействий на объект управления. На этом же уровне используется языковая модель общения прикладных процессов, на четвертом - дедуктивные модели диспетчерского управления, на пятом -оптимизационные модели оперативного планирования. Разработаны информационные интерфейсы между задачами управления различных уровней.

Постановка задачи оперативного планирования в математичес- • кой форме выглядит следующим образом: пусть Ri=(aii, a2i, ..., ац)

где 1 - общее количество материальных и сырьевых ресурсов

Ri - рецептурник 1-го вида продукции ац - количество 1-го вида материального (сырьевого) ресурса в одном тубе i-го вида продукции.

ОГРАНИЧЕНИЯ:

* Ограничения по материальным и сырьевым ресурсам:

jjjXi • ai! < Si • (1)

где Xt - количество выпущенной 1-й продукции (в тубах) Xi-aii - количество 1-го материального (сырьевого), которое используется при выпуске xi туб. Вид продукции. Si - остаток по 1-му ресурсу М - количество видов продукции.

Ограничения на фонд времени оборудования

^ J^XitTikQk«^ * (2)

где Qk - масса k-го полуфабриката к»1,К; •

ф" - фонд времени автомата на "о-ой" операции;

.т , ,

ti3k " трудоемкость j-ои операции над k-ым компонентом

(время проведения 3-ой операции над k-ым --ырьем)

Предполагается, что заданы параметрические ограничения:

при 3-1,2,...,N ' .

0 Xmin < Xi < Xmax

Критериями оптимальности плана являются:'

1. Максимизация прибыли

J^CfXt -► SUP

где Ci - цена продукции "1-го" вида

2. Минимизация простоев оборудования

- Д JjXt tTjk Qk) ->lnf

Следующий алгоритм-, который назван "исследованием пространства парадеуров" позволяет выбрать обоснованные критериальные ограничения в ходе диалога с ЭВМ.

Исследование пространства параметров состой* из трех этапов:

- первый этап: составление таблиц испытаний.

Выполняется ЭЕМ без вмешательства человека. В параллелепипеде я, заданном ограничениями (3), выбирается очередная точка А, принадлежащая равномерно распределенной последовательности. В этой точке рассчитывается система и проверяется выполнение условии (1), (2). Если они не выполнены, то точка А из дальнейшего рассмотрения исключается. Если условия (1), (2) выполнены, то точка А сохраняется в качестве i-й пробной точки в G, то есть полагают Aj = А, ив этой точке вычисляются значения всех критериев: ®i(Ai), ..., ®k(Aj) повторив этот цикл достаточное число раз (1-1,2, ..., N). Мы получим п пробных точек Ai,..., Ап принадлежащих G, значения Ov(Ai) при 1=1,2,...,п и v-» 1,2, ...,k, затем для каждого из критериев составляется своя таблицз испытаний, в которой все значения этого критерия расположенные в порядке возрастания и указаны номера соответствующих точек. Например, все значения критерия номер v, т.е.

®v(Ai), fflvCА2), ..., ®v(An) располагаются так, что ffivCii) < ®v(Av2) < ... ffiv(Ain)

На втором этапе работает технолог ( в действительности это монет Сыть не один человек, а совет специалистов). Технолог просматривает перзую таблицу испытаний и с учетом реальных воэ-можкостей критерия ®i назначает критериальное ограничение

(3) «

**

(®1). Затеи он просматривает вторую таблицу испытаний и назна-**

гает ограничение (Фг). И так далее, когда назначены все **

(®1, .Фи), то второй этап заканчивается.

-•третий этап: проверка совместимости критериальных*ограничений. Опять выполняется ЭВМ без вмешательства человека. Так как значение- всех, критериев Фу(АО во всех пробных точках А^ имеются, не составляет труда проверить, . будут ли в каждой из жочек выполнены одновременно все неравенства.

01(^1) «¿с(А1)'< «& '

• - •

Если такие точки есть, то тем самым докааана.совместимость кри-' териааьных ограничений. И множество■допустимых точек В, которое состоит из точек А, удовлетворяющих одновременно неравенствам (1),(2) и ЭВМ выдает все п, точек, попавшие в В.

®v(A) < ®v* при V » 1,2, ..., к (4)

Если точек А, удовлетворяющих одновременно всем ограничениям (4), нет, то следует вернуться ко второму этапу и повторение третьего этапа легко осуществимо. Так как при этом используются те же таблицы испытаний.

Полученный план • являясь объемным не учитывает динамики процесса, в котором существенным является порядок и время выполнения заданий. Однако вычисление календарных планов приводит к алгоритмам экспоненциальной сложности. Поэтому предпочтительно использование эвристических методов поиска решений, использующих априорные гнания диспетчера производства.

Фрагмент базы знаний для оперативного планирования приведен ниже: •

Правила:

1. после (Д- / К,Акт1] * Кон1 * Список SI, * Акт2 * Кон2 * Список SJ,CT): - > .

- удалить (Р/Т, Список SI, Список SJ), not (принадлежит (PPR, Список SI),

(PPR, Р), not (принадлежит (DF/K1, Акт1) раньше (DP, Р), Kl < К)

Время К + Т

встав (Р/Время, Акт1, Акт2, Кок1, Кон2)

о

Ст Кон1 - Кон2 , 2. раньше (Р1, Р2): -

предш (Р1, Р2); по приоритету изготовления

3. раньше (Р1, Р2): - .

предш (X, Р2), раньше (Р1, X)

4. встав (Р/Т, СР1/ Т2, Спис], [Р1/Т2, Спис1],К1,К2): -

встав (Р/ Т, Спис, Спис1, К1, К2)

5. удалить (А, СВ, Спис], СВ> Спис1]): -

удалить (А, Спис, Спис1) о. Принадлежит (X, [X/L])

принадлежит {К, СН/Ь]):-.принадлежит (Х,Ь) здесь Акт1, Акт2 - списки активных партий до и после изменения состояния объекта из-з'а . завершения выполнения одной партии на технологической линии и начало изготовления другой партии ;

Кон1, Кон2 - оценки окончания плана при 1-ом.и 2-ом

вариантах частичного плана; Ст - стоимость изменения частичного плана

К - время окончания изготовления первой ■

активной партии. Решение задачи диспетчирования будет ответом на вопрос (цель)

? = решить (а, Реш) где отношение "решить" задается следующим образом: Решить (В,СБ]):- цель (В) решить (В,СВ/ Реш 1]):-после (В,В1), решить (В1, Реш 1) * ^ цель (В):-

принадлежит (-©-©[],©[], <±> С] ,В)

~ -ч/-

где С ] - означает пустой список И

В третьей главе приведена декомпозиция системы принятия решений по структурному признаку.

Реализация распределенной системы дедуктивного вывода сводится к решению проблем: представления знаний; организации управления распределенным выводом; организации взаимодействия локальных экспертных систем (ЭС), организации монитора распределенной -экспертной системы (РЭС).

Для монитора РЭС и локальной (ЛВС) принята единая форма представления знаний - правила продукции типа "если-то".

Взаимодействие между. ЭС в локальной вычислительной сети ;лвс> осуществляет сетевая операционная система (СОС), которая решает задачи:

- организации взаимодействия главного и, сателлитных процессов; .

- синхронизации процессов;

- поддержки ветвления и схождения процессов;

- обеспечение режима отложенного выполнения (выравнивания загрузки).

При выбэре РЭС можно рассматривать два варианта управления распределенным выводом: централизованный и децентрализованный. При централизованном варианте выделяется сетевой узел управления, к которому направляются запросы пользователей.

При децентрализованном - каждая ЛЭС тлеет встроенный монитор РЭС, который также выполняет декомпозицию запроса и формирует гадание СОС (набор удаленных целевых процессов) для организации взаимодействия процессов вывода в различных.ЛЭС.'

Как известно широко используемые при реализации механизмов поиска в базах знаний процедуры дедуктивного вывода являются NP - полными (или труднорешаемыми) задачами, которые характеризуются комбинаторным ростом числа промежуточных результатов вычислений при увеличении размерности решаемых задач.

Особенности распределенного решения традиционных задач связаны с возникновением новых видов некорректностей, неизвест-° ных при последовательном программиропании-блокировки, ливлоки и т.п. Одним из путей,позволяющих исследовать свойства систем подобного типа является применение аппарата сетей Петри. В ьаото-ящее время прим:няются четыре наиболее известных типа сетей Петри: раскрашенные, предикатные,' временные и стохастические.

Правила вывода баз знаний интерпретируются на распределенных сетях Петри переходами,• а позициям - ставится в ссютветс-

твие одно- или многоместный предикат. Остальные фрагменты сети Петри затем соединяются так, что места, соответствующие фактам, соединяются переходами о местами, соответствующие посылкам общих законов и цели. Эти переходы завершаются символами индивидных или предметных переменных с использованием правил подстановки входных символов вместо выходных. Процесс подстановки входных символов вместо выходных называется унификацией, причем разрешается заменять предметную переменную только константой или другой переменной.

Для взаимосвязи процессов в параллельных алгоритмах опти^ мизации предлагается испслъэовать матричное представление сооб^ щений, которыми обмениваются процессы оптимизации, развивающиеся в различных узлах вычислительной сети.. ' ' с \

Оц О12 • • •, Oin / О21 О22 • • • Û2n

Mo

Qml 0m2

Qmn

.Элементы первой строки матрицы Мо характеризуют количеств искошх параметров, критериев, ограничений и максимизируемых критериев. А элементы второй строки матрицы Мо характеризуют значения критериев, номер испытания, соответствующего оптимальному решек, га. Начиная с третьей строки элементы матрицы Мо соответствуют оптимальные значения искомых параметров опт!шизации.

Матрица Мо - результаты оптимизационной модели - служит входной информацией для дедуктивной модели.- В свою очередь результаты в дедуктивной модели также задаются матрицей: - г \ .

Mi

ill. Î12. iln

121. Î22. .... l2n

ipl. ip2»

ipn

Элементы 1 - строки матрицы Mi характерную? п-количество, переменных, к -количество критериев, строки нижних границ искошх переменных, nk- начальный номер строки коэ^Ф'-Чиектов критериев, nip- нача/ьный номер строки коэффициентов условий, кгл-

количество максимизируемых'.критериев. Элементы следующих К1 строк характеризуют значения'нижних границ. Далее по К1- строк-занимают значения коэффициентов критериев и условий. .

Таким образом, матрица I имеет 1 + kl (S+.k + ip) строк элементов.

В работе используется одна из модификаций многокритериального метода оптимизации учитывающая структурную декомпозицию системы ограничений в среде, распределенного вычислительного комплекса (РВК). ".'••.

.Рассмотрены следующие варианты:

A. Структурная'.декомпозиция системы ограничений оптимизации с помощью декомпозиции проблемы в среде РВК.

B. Структурная декомпозиция системы ограничений многокритериальной оптимизации с дробно-линейными целевыми функциями и линейными ограничениями^ среде РВК.

Постановка задачи варианта А. ч 0

. Требуется оптимизировать целевые функции по первой проблеме: . »

Oi (Х)1 --■-►opt (1=1,2,...,k);

и по второй проблеме:.

Cj(X)2 ---► opt (3=1,2,. ..,р);

с учетом ограничений:

(5)

а) А1Х1 < В1, XI - ЧХц', Х12, ..., Хщ1) 1

б) А2Х2 < в2, х2 = ОЬи.Ягг, ....'х**) |

XI, Хо £ 6

а) - ограничение проверяется на 1-ой ЭВМ,

> ' ■ . ■

б) - ограничения проверяются на 2-ой ЭВМ. Принятие согласованного решения осуществляется на 1-ой или

2-ой ЭВМ. Если' существуют допустимые точки X? и Хг, т. е. оо

Х1 и Хг * 0 тогда последовательно оптимизируются проблемы 1 и 2.

Здесь Аг и «г - соответственно матрицы с размерностью п х ш и п х т; Е1 и Ег - соответственно стслбцевые матрицы с

.'о

размерностью 1 х n, 1 х m G - область изменения искомых параметров X. По данному варианту реализована задача многокритериального планирования производства на уровне цеха в среде РВК. Реализована задача (при одинаковых условиях процесса оптимизации) параллельной и последовательной проверкой ограничении (5) . Анализ результатов показывает, что процентное отношение значений машинного времени параллельной обработки относительно последовательной составляет около 607..'

Постановка задачи варианта В.

Требуется оптимизировать дробно-линейные целевые функции:

Ci(X) -—* opt

с учетом ограничений

а) Alx<-Bl. | \ , (е)

б) а2х < в2 I

X е G

Разбиение ограничений на (6), как было вышесказанно, осуществляется пользователем. Условия (6 (а)) осуществляются на 1-ой ЭВМ, а (6 (б)) ка 2-ой ЭВМ.

Точки области G, удовлетворяющих условиям (6(a)), определяют множество допусти»,¡ых точек {XiBOn>. а точки, удовлетво- . ряющие условиям (6 (б)), определяют множество допустимых точек <Х2доп>.

Затем, слиянием этих множеств определим множество "кваэи-<допустнмнх" точек {ХДОпЬ т.е.

«Д0П> " ■CXlflonJ' U ■ГХ^ДОП^' Далее из множеств'"квазидопустимых" точек -СХдоп> определим такое подмножество истинно допустимых точек'. '

О о

{ Хдоп > < < Хдоп Ь точки которой удовлетворяют условиям

о

(6(a)) и (6(6)), т.е. для VX доп г <ХдСп> выполняются Ai Хдоп < Bi о

Хдоп < Вг

В процессе .оптимизации из множества -СХ^оп > определяются

эффективные точки.при определенных критериальных ограничениях," затем определяется оптимальная точка по значению коэффициентов важности критериев.

При реализации параллельных алгоритмов использован язык . общения между прикладными процессами, реализуемыми в различных узлах вычислительной сети и-которые обмениваются сообщениями.

Блок передаваемого сообщения включает заголовок и инфома-ционное поле.

Заголовок состоит из 5 модулей (полей) фиксированной длины разделенных символом "запятая".. За заголовком следует текст сообщения.'Максимальная длина информационного поля определяется принятой максимальной длиной передаваемого блока.

Структура блока SRC, DES, X, YYY, ZZZ, информационное Поле, Ьде: SRC, DES - идентификаторы передатчика и приемнико соответственно (по 3 алфавитно-цифровых символа); X - тип передачи (1 знак); YYY - подтип передачи (3 знака);. »

ZZZ - поле расширения,' состоит (3 знака) и аргумента (количество знаке- определяется форматом данной функции).

Поля ZZZ и YYY обязательны не во всех передачах. Они могут быть,опущены при необходимости. Поле X обязательно во всех передачах. . .

Примеры на типовых процедурах синхронизации прикладных процессов в сателдитной (S) и» управляющей (центральной) ЗЕЫ (С): •

1. Передача управляющей программы (УП) 1.1. передача УП в S по инициативе С

ДЭВМ-► V, NAM, ISO, < имя УП > -► К

«-С, NAM, ISO, < имя УП > «-

-► D, NAM, ISO, < имя УП > -►

с

--- D, < текст программы > -►

«—- с

——» Е, < текст программы > --

-- Е

1.2. передача УП в S по инициативе S

ДЭМ -С, NAM, ISO, < имя УП > <- УЧПУ

-- D, NAM, ISO, < имя УП > -►

-- С

-► D, < текст УП. >

--С

-► Е, < текст УП >

В четвертой главе приводится реализация результатов применительно к конкретному объекту.

Взаимодействие процессов одного уровня списываются с помощью автоматной модели. Для описания автомата (фрагмент приведен в таблице 1), реализующего протокол передачи данных на канальном уровне примем следующие обозначения:

Р - номер посылаемого кадра, принадлежащего окну, т.е.

0<Р<0+Н,

где "О" - соответствующий началу окна;

"Н" - размер окна;

N - число повторных передач г (М - 0, если передачз первая)

I - наличие информации для передачи;

I - 0 - нет информации;

I - 1 - есть информация.

Т.о. состояние зависит от 3-х величин St - (P,N,I) различные вариации внутренних параметров дают следующие состояние:

Sti - (Р + 1,0,1) - состояние, в котором есть информация для передачи и "окно" позволяет послать кадр. Данная информация посылается первый раз."Р +1" - означает, что происходит увеличение счетчика передач.

St2 - (Р.0,0) - состояние, при котором послано (остались без подтверждения) "Р" - кадров и больше информации нет,- либэ имеющаяся информация не может передаться иэ-эз огракнченкй, накладываемых "окном". Повторной передачи нет.

Sta - (F-a.0,1) - состояние, укаг-ызашее на сденг начала "окна" (здесь 0<aip). Такал ситуация колет возникнуть при приеме подтверждения. При атом, как видно, мы можем передать ноы:е

Таблица 1 Таблица переходов - выходов

1(4,0) 1<с,с) Т(е, с) 1(С,а) Шсо ¿МИсс} Шга. НЕУм Т 4/

51* А лё ¿4 54 ¿4 ИрН'О ьи А Ш 54 ¥1 54, 54 54 Ле ¥1

5 С 71 54* А г1 I<?+<*/ 54 ¥1 А п 54 ¥1 54 54 И Ы 54 Яё 54

$1* 61* 7(/>*<9Н А Тб>но> 54 1(р+/,а. 54 1(/>+/АУ 54 А ¥1 ш 34 Хуч«) 1(РН< 54 54.д ¥1

54* те 54* Т(р*{'н V? йё ¿4 54 54 яе 54 А ш ЗЪ п 54 ЪрН.в] -54

s¿; зС Ърн<ы А ¥1 54 1</>ЦА) А Щ т .24 54» 34 31е

в*,. 54* 5*/ А, ¥£ 1<?чо) 5К» 54 1<р+(<г) 54 1(РН4) А ¥1 п 5«4 54 1(рН*> 54 54 ¥1

¿1, ¥1 й А Ш Л, те. Я ¥1 ТИ А ¥€ А ¿г, А ¥1 А Ш 54 54 та

кадры.

Состояния БЬ4 - . (р.Ы.О) и - СР+1,И,1) аналогичные

состояние и соответственно, но возможны лишь в случае повторной передачи.

Состояние БЪе « (О.ИД) - соответствует сбросу счетчиков и возможно лишь в случае срабатывания тайм-аута на подтверждение переданных кадров.

Для случая, когда машина может только принимать кадры, введем состояние БЬ? = (0,0,0)'.'

Следует заметить, что формально можно построить еще несколько состояний, но эти состояния либо не имеют физического смысла, либо входят в уже описанные. Так возможно задать состояние = (р-а, N,1), но при сдвиге начала "окна" мы начинаем согласно протоколу серию середач "новых" кадров, и, следовательно, должно быть Н = О. | Запись 31 = (р-а,0,0) не имеет смысла лишь в случае р/а, т|.к. подтвердились не все кадры, а неподтвержденные кадры указывают на то, что есть информация для передачи и, следовательно,' I * 0. В случае р = а мы имеем состояние 317.

Аналогичным образом осуществляется разбор других состояний.

В нашем случае входной/выходной алфавит задается: информационными кадрами I, супернизорными кадрами И?, !?Е.1, Ш? управляющими кадрами V и прерываниями от таймера Т.

Для всех типов кадров номера подтверждений будем обозначать буквами:

"о" - означает, что нового подтверждения нет "а" - означает, что новое подтверждение есть "с" - означает, что номер не принадлежит "окну". Номера принимаемых кадров будем Еыражать через: "а" - соответствует ожидаемому номеру "с" - не соответствует

П& введенным состояниям и входному алфавиту составим таблицу переходов выходов. В этой таблице на изменение счетчиков принимаемых кадров указывает символ "*" у соответствующего состояния, буквой "А" здесь обозначен аварийное состояние, символ П? - означает пустой кадр, т.е. выходной кадр не формк-

руется, черта над состоянием соответствует ситуации, когда мы не можем передать кадр (возникает после принятия кадр RNR).

Разработанные модели легли в основу АСУ контроля и учета готовой продукции, проходящей через конвейер.

Традиционные методы контроля при помощи механических и электрических счетчиков, фотоэлектрических методов часто приводят к ошибкам и неприменимы в цеховых условиях.

В связи с этим нами предложены схемотехнические решения КТО, сьязанные с высокоточными оптическими датчиками.

Помимо функций контроля и учета такой комплекс должен решать задачи взаимодействия с оператором и управляющей ПЗВМ. Сложность этих задач в сочетании с требованием гибкости системы определяет необходимость применения в ней микропроцессорных средств. Технический комплекс в этом случае становится достаточно универсальным, и для его настройки на конкретную задачу достаточно изменить оптические приемодатчикп и программное обеспечение.

АСУ контроля и учета показала свою эффективность при использовании в цехах Янг'июльского консервного завода. Полученный эффект только по лакопечатному цеху составил 120 тысяч сум.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатами исследования систем производства консервной продукции и метода управления являются: . .

1.Ha основе системного анализа приведены иерархии страт,слоев,эшелонов для систем производства консервов (технологических цехов консервного производства)

2.Для каждого из сдоев принятия решений по оперативному (диспетчерскому) управлению разработаны модели,которые в общем случае являются разнотипными: для слоя объемного планирования многокритериальные оптимизационные: для слоя оперативного уп-равления-дедуктивные модели, для слоя реализации прикладных функций -одноцветные сети Петри и языковые- модели, для слоя информационного обмена-автоматные модели.

3.Предложена декомпозированная оптимизационная модель многокритериального объемного планирования и способы .синхронизации подмоделей,распределенных по узлам локальной вычислитель-

ной сети.

4.Разработаны модели баз знаний в аиде разноцветных сетей Петри,позволяющие строить эффективные алгоритмы анализа баз знаний и синхронизации распределенного дедуктивного еыеодз.

5.Разработан распределенный вычислительный комплекс контроля производства продукции,внедрение которого позволило получить значительный экономический эффект.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Маждуб Омар. Моделирование информационных потоков в автоматической системе контроля производства с "горячим" резервирование)!!// Первая Международная конференция. Посвещаетсл 600-летию Мйрзо Улугбека. "Информатизация Республ;1ки и Новые информационные технологии". Тез. докл. - Ташкент 1934. с.102.

2. Ё.М.Исмаллов, Макдуб Омар. Стратифицированная модель распределенных вычислительных систем.// Алгоритмы, выпуск ео. Ташкент 95. с. 6В-76.

3. А.Ахмэдаонов, В.М.Исмаилов, Шздуб Омар. Разработка высокоточных оптических датчиков// Тезисы докладов Международной конференции "Интеллектуализация систем управления и обработки информации". Тез.док. - Ташкент. 3-9 сентября 1994 г. с.187.

4. Маждуб Омар. Разработка высокоточных оптических датчиков и стыковка с техническим комплексом// Сборник докладов в Международной конференции "Интеллектуализация систем управления и обработки информации". - Ташкент 1995., с. 72-76.

Маждуб Омар Абдел Азиз 1фстафо

Дискрет жараёнларни бошндришнинг декомпозицион методи

ва моделларини интеграциялай /консерва ишлаб чикариш мисолида/.

Диссертация ишида тадчицот объектининг (консерва ишлаб чикаркининг технологии цехи) тизимий тахлили Утказилган ва бу асосида уч хил иерархияли: страт, эшелон ва погонали ечим к»абул килиш ани^знган.

У^р к,айси страт ва катламли ечим чабул к,илиш иерархия погоналари учун математик моделлар яратилган. Техник восита-ларнинг, асосан тармоцланган таркибга эгалигини ^исобга слган холда, беш погонали (чатлашш): жисмоний, маълумотларни узатиш звеносида, амалий, диспетчерлик ва ремалаш б^йича ечим чабул пилизз таклиф этилади.

Еиринчи погонада аппаратли амалга оширилган R5-232 интер-фейси ишлатилади. Маълумотларни узатиш звеноси погонада бош^ариш кенг ишлатиладиган HDLC•протоколларига асоолангзн автомат модели ёрдамида амалга оширилди.

Учинчи погонада ишлаб чинаришни режалаштириш ва диспетчерлик маоалаларики ечишнинг параллел алгоритмлари асосидаги амэлий жарзенларни ■ бошь;ариш муаммоси курилади. Бу погонада бсЕкдоиш моделлари Петри хурлари куринишида тасвирланган-дир.

Ишлаб чикаришни диспетчерлик бош^аришда ¡щори малакали (эксперт) диспетчер билимлари асосида "агар - у х;олда" турида-ги хулоса коидалар куринишида формаллаштирилган манбаа асосида ечкм'к,з5ул килишнинг дедуктив модели ^лланади.

Ишлаб чи^аришни режалаштириш масалалари векторли оптимал-лаштириш масалаларидек ифодаланган. Бу метод буйича мзсалани ечиш учун - параллел алгоритм таклиф этилган, р;айсики, локал хисоблаш тзрмокларидаги Э7}1 ресурсларидан самарали фо.'даланиш сЕггига масалани ечишда ва^тни ндес^артириш имкониятини ярата-дн.

Программали-техник воситалар ва алгоритмлар тари^асида слпнган натилалар Янги й£л консерва заводида жорий этилган еа лллнга 12Э минг сумли штгисодий самарадорликка эряшилган.

Omar Abdel Aziz Mustafa Majdoub

Decomposition method and integration of descrete models control

The dissertation deals with the problems of object's sys-

Here, it is shown that this process is divided into the next hierarchys: strat, echelon and decision - marking.

It has been built mathematical model to each hierarchy.

Faking- into account that complex of hardware is considered to be distributed structure.

We have to consider five levels of decision making in production's control: physical, data - transference, dispatching, planning.

The tool - realized interface RS - 232 is used on the first level.

The data - transference is realized with the help of automatic model, having of HDLC protocol.

The next third level considers the applied process to the solution of productions dispatching and planning problems.

The models are represented here as a Petri's networking-.

In order to dispatch the production there have been implemented deductive models of decision - making, based on knowledge of skilled dispatcher and there have been formalized with the rules of production as "if - is".

The problems of the production have been formulated as the problems of vector optimization.

It has been suggested parallel algorithm of this methods realization, allowing to reduce the solution process at expense of computing resources, joined to local computing network.

The results got as algorithms, software and hardware have been Implemented in Yangiyul cannery.

The economy efficiency is 120 thousand son.

tem analysis at a tinned food industry.

БОСМАХОНАГА ТОПЩПРИЛЛИ J. 9¡5~ й-БОСИШГА РУХСАТ ЭТИЛДН.1 0£. $5Ti. I\0F03 БИЧИМИ Й£х84 1/16. ООСЕТ ЬОСМА УОУЛИ. ДАЛОВИ £с> НУСХА. ЬУЫРТМА

УЗ Р ФД tKIIDLPHE ГИКА» 1И1Ч13 СИГА КАРЛШЛП КППГРЩ-ТИКА Ш1СТ1ПУГППНПГ БОСМАХОПАСИДЛ

ЧОП ЭТИЛГА11. 700143. ТОШКННТ. Ф ХГЖЛЕВ КУЧ \СИ :14 УП.