автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Методы синтеза информационных технологий в автоматизированных системах

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПИТЕТ FOICP ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ .

СЕВЕРО-КАЕКАЗСКИИ ФИЛИАЛ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО, Р-1ЕВНОГО, КОММЕРЧЕСКОГО, ИННОВАЦИОННОГО ЦЕНТРА ИНФОРМАТИЗАЦИИ И РАЗБИТИЯ

Р О С С И И

ТАГАНРОГСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. Д. КАЛМЫКОВА

На правах, рукописи

СУВОРОВ Александр Викторович

УДК 658. 51.011.56

МЕТОДЫ СИНТЕЗА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ

Специальность: D5.13. 07 "Автоматизация технологических

пгоцеооов и производств"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

РОСТОВ-НА-ДОНУ

1991

Работа выполнена в Северо-Кавказском филиале научно-исследовательского, учебного, коммерческого, инновационного Центра информатизации и развития России, Таганрогском радиотехническом институте им. Е Д. Калмыкова

Официальные оппоненты:

ВАГИН Вадим Николаевич, д. т. н., профессор КУРОЧКИН Евгений Павлович, д. т. н., профессор ШГГРОСАШВ Владимир Георгиевич, д. т. н., профессор

Ведущая организация: Институт кибернетики им. Е М. Глушкова АН Украины

Защита состоится " " 05. 1991г. в 14 часов на заседании специализированного Совета Д 063.42.02 по защитам диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук при Московском станкоинструментальном институте по адресу: г. Мэсква, Вадковский пер. 3-а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " 15 " 01 199?. г.

Ученый секретарь специализированного Совета,кандидат технических наук, п

доцент г. Д. ВОЛКОВА

I 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ )

Развитие новых средств вычислительной техники и автоматизированных систем в народном хозяйстве ' определяет необходимость разработки единой методики создания информационных систем, внедренных в промышленность и взаимосвязанных между собой а рамкзх государственной экономической системы. Взаимосвязь автоматизированных систем (АС) осуществляется путем использования информационных технологий (ИТ) в системах САПР, ГШ,АСУ, позволяющих автоматизировать процессы проектирования, производства и испытания сложных технических комплексов.

Важное место в развитии автоматизированных систем, повышении' их эффективности при эксплуатации занимает моделирование- объектов и процессов в них, а также методы синтеза оптимальных моделей • с целью выработки эффективных алгоритмов управления промышленными системами. Рост возможностей современной вычислительной техники позволяет расширить сферу применения задач управления производством за счет новых более сложных и объемных"моделей. Основная проблема в. построении указанных моделей заключается в обеспечении адекватного отражения структуры сложных производственных процессов, обладающих высокой динамикой и априорной недоопределен-ностыо.

Одним из направлений моделирования объектов, эффективного проектирования и эксплуатации АС . является реализация процессов синтеза ■ новых информационных технологий с учетом изменяющихся в период жизненного цикла цэлей и средств промышленной системы при проектировании, изготовлении и испытаниях сложных технических комплексов (СТК). Синтез новых информационных технологий позволяет в рамках* автоматизированной промышленной системы получить прогнозирование оценки качества конструируемых процессов и систем, сокращая, тем сакам, количество ошибок при их реализации. Эффективность прогнозирующих оценок в максимальной степени проявляется при моделирован™ взаимосвязанных процессов "проектирование - изготовление - испытание" СТК, так как в их рамках порождается наибольшее количество ошибок и рассогласований, влияющих на конечную цель: выпуск качественной продукции в ограниченные производственные сроки.

Пути достижения таких свойств АС определяются концепцией

"четырех И" (информатизация, интеллектуализация, интеграция, индивидуализация) по применению средств вычислительной'техники в промышленности, сформулированной академиком Б. И. Скурихиным. На основе этой концепции свойство интеграции систем достигается ва счет единой согласованной модели и критериев оценки качества объекта автоматизации, а свойства индивидуализации - за счет накопления знаний и функционального сервиса при эксплуатации системы. Указанные свойства дают основание говорить о необходимости разработки единой методологии синтеза моделей информационных технологий, позволяющих создавать адаптирующиеся во времени и пространстве АС.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Одним из важнейших направлений разработки единой методологии создания автоматизированных систем является разработка теоретических основ, определяющих понятие, методы описания и представления, методы анализа и синтеза информационных технологий, которые получают широкое внедрение в практике создания различных систем и средств автоматизации. Особую актуальность данная проблема имеет в связи с ограниченными ресурсами, необходимостью сетевого взаимодействия и выработки решений в конкретной АС, а такие моделирование в АС динамически изменяющихся производственно-технических ситуаций на конкретном предприятии.

Создание методологии адаптивных целеустремленных АС базируется на понятии информационной технологии, включающей определение последовательности действий пользователя (конструктора, инжэне-ра-испытателя и т.д.)при получении априорно заданного результата (проекта конструкции, технологического процесса, программы испытаний).

Вопросам исследования эффективности процессов в САПР, ГШ, АСУ посвящены работы Е. И. Скурихина, Е Г. Малышева, И М. Соломенце-ва, В. Г. Митрофанова, В. В. Павлова, В. Д. Цветкова, И. Л. Норенкова,-В. М. Курейчика, В. П. Диденко^в которых получены также значительные результаты в области моделирования процессов автоматизированного проектирования и управления. Большой вклад в развитие методов оптимизации, используемых в автоматизированных системах, внесли работы а С. Михалевича, В. Л. Волковича, Д. И. Еатишэва, Е X. Вермишева, Е С. Емельянова, О. И. Ларичева. Современные модели объектов автоматизированного проектирования и управления на основе различных разновидностей графов, гиперграфов и автоматов ' разработаны В. А. Горбатовым, А. Е Мелиховым, Л. С. Берштейном. Значительный вклад

в развитие методов синтеза семиотических моделей, используемых в АС, внесли работы Г. С. Поспелова, Д. А. Поспелова, Е -Е Вагина. ■

Настояпря работа является теоретическим обобщением исследований в области моделирования информационных технологий АС и посвящена решению научной проблемы разработки эффективных методов и алгоритмов синтеза таких моделей. Решение указанной проблемы необходимо для реализации развивающихся в предметной области САПР, ГЛС, АСУ на основе единого методологического и математического подхода, позволяющего реализовать современную концепцию "четырех И" в разрабатываемых проектах АС, комплексных'автоматизированных производствах и интегрированных производственных системах.

Задачами работы, в соответствии с поставленной целью, являются:

- разработка основ теории структурного моделирования компонент (объектов, процессов) АС на основе аппарата динамических гиперграфов;

- разработка методов синтеза структурных моделей информационных технологий в АС в виде технологических структур на различных уровнях формального представления составляющих их элементов;

- разработка конкретных моделей информационных технологий автоматизированного проектировния и управления в системах^ САПР, ГПС и АСУ, а также исследование эффективности общего подхода к синтезу структурных моделей.информационных технологий на примерах систем САПР, АСУ.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. • В основу проводимых исследований положены теоретические результаты, полученные в рамках теорий алгебраических систем,- графов и гиперграфов, ситуационного управления и логических методов синтеза моделей сложных систем, параметрической и структурной оптимизации моделей сложных систем, технологических структур промышленных систем, автоматизированного проектирования и управления процессами конструирования и изготовления изделий.

НАУЧНАЯ ШЕИЗНА. Научная новизна работы заключается в теоретическом обобщении исследований в области структурного синтеза моделей информационных технологий для автоматизированных систем :АПР, ГПС, АСУ.

Б диссертацию входят новые научные результаты, определяемые разработкой следующих положений:

- определены понятие и модель информационной технологии, реализуемой на этапах проектирования и эксплуатации АС;

- определены особенности иерархического описания информационных технологий В АС;

- разработаны методы структурно-динамического моделирования информационных технологий в АС;

- разработаны модель и алгоритмы синтеза информационных технологий АС на основе сформулированной и исследованной задачи дискретного программирования о поиске упорядоченных покрытий;

- разработаны методология последовательного синтеза моделей информационных технологий в АС и методики структурного синтеза ИГ в САПР, ГШ и АСУ.

ПРАКТИЧЕСКАЯ '.ЦЕНЮСТЬ. Исследования автора выполнялись в рамках госбюджетной и хоздоговорной тематики в соответствии с:

- Постановлением Госкомитета СМ СССР, по науке и технике по выполнению гадания ОЗ. 02 целевой комплексной программы ОД. 027 ГКНГ СССР на XI пятилетку;

- Постановлением Госстандарта СССР N 161 от 28.12.85 г, по выполнению "Программы комлексной стандартизации гибких производственных систем на 1988-1990 годы";

- Постановлением Госстандарта СССР N 87 от 16.08.85 г. по. реализации "Программы разработки комплекса государственных стандартов и руководящих документов на системы автоматизированного проектирования (САПР) на 1988-1090 годы";

- Постановлением' Государственной комиссии Совета Министров ' СССР N 330 от 01.09.88. г. '

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные методы синтеза моделей и конкретные модели КГ нашли широкое применение при создании и реализации САПР, АСУ в различных предметных областях, так как их использование позволяет, во-первых, реализовать процесс поэтапного последовательного внедрения и эксплуатации АС в ходе ее разработки , во-вторых, расширить сферы применения разрабатываемых и эксплуатируемых систем;

Использование полученных результатов в учебном процессе позволило повысить эффективность подготовки студентов и переподго-

— п —

товку инженеров промышленных предприятий.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Научные и практические результаты диссертации внедрены:

- в ПО "Красный котельщик" (г.Таганрог) при разработке оптимальных технологий проектирования и управления проектированием энергооборудования;

- в Ш "Турбоатом" (г. Харьков) при проектировании паровых турбин для тепловых и атомных электростанций;

- в Госстандарте СССР при подготовке методических указаний, рекомендаций и ГОСТ по программам САПР, ГПС;

- войсковых частях при выполнении НИОКР автоматизированной системы управления натурными испытаниями и ГИД-проекта перспективных информационных технологий;

- в НПО "Кувробот" (г. Таганрог) при разработке новейших ро-бототехнических систем;

- на предприятиях Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения СССР для создания новых информационных технологий при проектировании и изготовлении современного энергетического оборудования;

- НИИ связи (г.Таганрог) при разработке радиоэлектронных комплексов по программе НИР,

Определенный на основе соответствующих актов о внедрении полученных в диссертации результатов фактический экономический эффект составляет 292,153 тысячи рублей, а ожидаемый экономический эффект - 75,45 тысяч рублей.

• Научные и практические результаты, приведенные в диссертации и изложенные в монографиях и статьях, использованы при подготовке лекций, практических и лабораторных работ по курсам "Основы построения АСУ", "ГАП", "САПР", "Технология проектирования и эксплуатации САПР", "Математическое и программное обеспечение САПР", "Шделирование систем" на кафедре Информатики ТРТИ, что подтверждено актом об использовании результатов работы в учебном' процессе.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

- теоретические основы и методы синтеза моделей информационных технологий в автоматизированных системах;

- теоретические основы структурного моделирования информационных технологий в автоматизированных системах;

- теоретические основы последовательного синтеза моделей информационных технологий в автоматизированных системах;

- методика и алгоритмы синтеза моделей информационных технологий на различных иерархически упорядоченных уровнях представления базовых элементов технологий;

- методика и алгоритмы решения задачи поиска упорядочении покрытий на множестве базовых элементов и текущих состояний информационных технологий;

- методика и алгоритмы синтеза информационных технологий 1 системах САПР, ГПС, АСУ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной работ! докладывались и обсуждались на следующих семинарах и конференциях:

1тй Всесоюзной.конференции'"Системные исследования пробле! управления качеством и автоматизации процессов управления" , Львов, 1977 г.;

3-й городской научной конференции молодых ученых и специалистов, Таганрог, 1981 г.;

5-й, 6-й и 7-й Всесоюзных совещаниях по автоматизации проектирования электротехнических устройств, Таллинн, 1983 г., 198Е г. , 1987 Г. ;

3-й Всесоюзной конференции "Автоматизация поисковой конструирования и подготовка инженерных кадров ", Иваново, 1983г.;

Всесоюзном семинаре "Оптимизация технических систем", Винница, 1983 г.;

Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы повышения эффективности АСУ и создания систем управления ГПС",- Николаев, 1984 'г.;

Всесоюзном совещании-семинаре "Гибкие автоматизированные производственные системы", Ленинград, 1984 г.;.

3-м Всесоюзном совещании ло робототехническим системам, Воронеж, 1984 г.;

Региональном научно-техническом семинаре "Нейроноподобньгс структуры и проблемы робототехники", Таганрог, 1984 г.;

8-м, 9-м, 10-м, 11-м, 12-м и 13-м Всесоюзных симпозиума* "Логическое управление в промышленности", Куйбышев, 1S85 г., Таи-кэнт, 19В6 г., Ижеиск, 1987 г. ; Орджоютидге, 1988 г. ; Феодосия, 1989 г. ;

Республиканской научно-технической конференции "Математические модели процессов и конструкций энергетических турбомашн в системах их автоматизированного проектирования", Готвальд, 1985 г. ;

Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизирован-иое проектирование в машиностроении", Устинов, 1985 г. ;

Всесоюзной конференции "Декомпозиция и координация в сложных системах", Челябинск, 1986 г. ;

Всесоюзном совешэлии "Диалоговые информационно-вычислительные ситемы", Иркутск, 1986 г. ;

Всесоюзной конференции "Проблемы создания гибких производственных систем и роль САПР при внедрении "безлюдной" технологии в промышленности", Гродно, 1986 г. ;

Всесоюзном соЕешднии по проблемам управления , Алма-Ата, 1986 г. ;

Всесоюзной научно-технической конференции "Проблзмп создания средств адаптации для гибких производственных систем", Кременчуг, 1986 г. ;

Всесоюзной НТК "Автоматизированное проектирование машин, оборудования,приборов и технологических процессов в машиностроении", Устинов, 198В г. ;

Всесоюзной НТК "Проблемы создания и развития интегрированных, автоматизированных систем в проектировании и производстве", Таганрог, 1987 г. ;

1-й Цеждукародной конференцш "Обучение САПР в инженерных вузах", Тбилиси, 1987 г.

Зональных конференциях "Математические и программные методы проектирования управляющих и информационных систем", Пенза, 1988 г., 1990. г.

Всесоюзной научно-технической школе "Имитационные эксперименты с моделями сложных систем", Калининград, 1989 г. ;

Нэддукародной НТК "Металлорежущие машины и гибкие азтомати-зтфованные производственные комплексы", София, 1990 г.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертационной работы опублшювано 112

научных работы, из них три монографии, девять статей в центральной печати, три руководящих документа Госстандарта СССР и один отраслевой руководящей документ, а остальные публикации соответствуют спискам перечня издательств и издающих организаций, в научных изданиях которых могут публиковаться научные результаты, включаемые в докторские диссертации.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, изложенных на страницах; списка.использованной литературы из наименований 'на страницах и двух приложений. Прилолвния к диссертации содержат технические решения системы САПР-ЭНЕРГОЫАШ, основанные на результатах диссертации и документы, яодтвервдающи эффективность внедрения результатов работа

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности и научной новизны проводимых исследований, определяются цели, задачи работы и методы исследования выбранных объектов, приводится обобщающая информация о практической ценности и реализации работы.

2.1. Теоретические проблемы создания .автоматизированных систем

В первой главе анализируются основные тенденции развития автоматизированных систем в машиностроенщ. Одним из главных, направлений автоматизации в промышленности является стратегия комплексных автоматизированных производств (КАЛ), которая, в первую очередь, . предназначена для усовершенствования производства с целью повышения производительности оборудования, уменьшения незавершенного производства и увеличения гибкости промышленной системы, сокращения времен подготовки и производственного цикла, экономии труда, повышения эффективности процессов управления за.счет прогнозирования и предсказуемости всего производственного процесса В настоящее Еремя под КАП понимается принципиально новый подход к производству на всех его этапах. В атом смысле произ-

нодстио представляет из себя систему, а различные варианты информационной технологии являются инструментом, необходимым для функционирования предприятия п гладе комплексно!! еамоортшэувдйся нрчмшшшюй системы с гибкой аотомотявациой. В свои очередь, исходя пз результатов анализа промышленных систем, рабочей группой Европейской экономической комиссии ООН по машшостроанию ¡1 автоматизации, КАП является целостной »сонцепциэЛ предприятия, направлений На удовлетворение меняющихся и все Волоо сложных тр>:ГЬпг»Ш1й потребителей к высокому качеству и надежности изделий, а также к своевременной их доставке,

Центральное место как я КЛП, тгг. и в других концепциях автоматизации производственных процессов вашшает проблема пааишоая-;кпшой автомативации различите процессов и систем. Особенностями сложного технического комплекса (СТК) являются большое количество составных компонент, сложность функциональной и констругсгивной пзонмоспяри компонент а изделии, невозможность визуального, стон-полого и пшиштического контроля Функционирования всего изделия н анализа его еоотвотстгия требованиям тсшшчзского вадяния. Указанные особенности СТК определяют первостепенное значение вэрл-носпяппиной автоматизации процессов проектирования, изготовления и натурной отработки СТК, п тикжв методологии построения таких систем на базе новых информационных технологий (1ГГ), позволяющие пдекштю учитывать динамически изменявшиеся ус.г.свня эксплуатации аптотттонротшш« систем.

Необходимость разработки методологии синтвва ОТ определяется, во-порвнх,отрицательным опытом традиционного подхода к соэ-дпнню ^С (повторение пвтепптнвнроппипшм средствами существующих технологий жизненного цикла СТК, жесткая фиксация реализуемых технологий на геем ликммнпм цикл? АС, скачкооврзопая зтапнооть рдавитн:! АО, т учитийпкцяя необходимость последовательного нара-г;пг()нп:1 свойств и внедрения средств автоматизации) и, ва-втернх,1 стремление разработчиков и пользователей АО получить инструмент, пориэипюсци» реализовать комплексную питомтпюпадго всех процессов яштетюго штк.т СТ11

и рамах разработанной методологии аксиоматически предполагается, что обгект проектирования (структура, процессы прпи?го;рт!'.,ч и натурной отработки ОТМ мехет оить опие&и конечным мп^мством кзчоствопных ¡тракторист«!* на некоторого ялраиео определенного ооебгтп'о мно/.еспми Р атом случае процесс проекгиро-

вания каждого объекта состоит в*его преобразовании из некоторой начального состояния через ряд промежуточных' в конечное состояние, причем переход из состояния в состояние достигается за сче! действующих элементов, характеризующих различные процедуры и операции процессов проектирования, производства и отработки СТК в рамках ИГ для рассматриваемых классов АС. Следовательно ИТ для каждого процесса и всей АС з целом может быть представлена как модель системы переходов объекта проектирования из состояния в состояние, синтез которой можно осуществлять с единых методологических позиций для различных процессов рассматриваемых классов АС.

2.2. Элементы теории структурного моделирования информационных технологий в автоматизированных системах

Ео второй ' глаье,- исходя из анализа проблем моделирования объектов и процессов в АС, развивается аппарат динамически гиперграфов (ДГ), являющихся основой структурно-днналических моделей сложных систем. Объект A"(W,P,W«) называется ДГ, если -VMvJi,,..,^] множество гиперграфов с . одним и тем же множеством вершин РЧМ - множество динамических ребер, Wo - родовая структура.

КаждыйVJi£VJ задается тройкой множеств i^i,Re) • гдеХ ~

множество верига,Ei*- множество ребер VJi (причем (V^e.3)

£У1 Ке* l^e^l ~ м110*00™ ннъективных соответствий, Vi С (eil ,V , rvj'i , которые по графику^ каждому

элементу ставят в соответствие одно (или несколько) чисел,

натурального рада из N+ , определявших порядок их использования в ребре Необходимость использования соответствий , в отличие от традиционных способов задания гилерграфов, определяется возможностью многократного использования элементов К*, при описании последовательностей состояний объектов в моделях ИТ. Использование fte позволяет на одном и том же множестве X задавать различные структуры итерационных циклов проектирования, производства, натурной отработки СТК, а также управления этими процессами.

Множество динамических ребер Р в А определяет множество пре-

образований элементов в элементы и описывается свойствами;

а) (У'Р^РНР^ХЧ.П'Ц',

. Здесь Лц - графики ^ -арных отношений (Рц^О)

определяющих правило взаимодействия элемектоз ив Р; . Отпошения^мо-гут быть отношениями эквивалентности, толерантности, порядка. Если все - отношения порядка, то интерпретация динашчес;сих

ребер в этом случае относится к определен™ порядка преобразований экземпляров под воздействием некоторых внешних возмущений. Такие прэобразования могут определять, например, изменения структуры производственной системы при переходе на новую номенклатуру про-дутащи без остановки производственного цикла. Используя понятие динамического ребра, задаваемого' отношением порядка, мокно описать "траектории" дискретных преобразований структуры производственной системы, при различных целях ее функционирования, а затеи решить задачу оптимизации целенаправленного поведения сложной системы в пространстве поиска значительно меньшей размерности, чем исходная задача структурного синтеза.

Если все ребра А задавать отношениями эквивалентности, то динамические ребра определяют подмножества вершин в различных экземпляра:: Д ..которые эквивалентны 'по какому-либо выделенному свойству (например, по югмогаости параллельного выполнения на одном'и том интервале времени).

Задавая ребра отношениями толерантности, можно определить процедуры преобразования гиперграфов , подобных по каким-либо свойствам (например, ориентация П -арных ребер, степени вхождения вериан в ребра и т.д.). Общий вид ДГ гогет включать динамические ребра, определяемые совокупностями указанных отношений. Использование указанных отношений для гадания динамических ребер в 1\ позволяет применить для исследования динамики структурных преобразований моделей ИТ проработанный аппарат гкперграфовых моделей. Тем с&чым обеспечивается удобное манипулирование исследуемыми моделями в предметной области на основе простых матричных операций.

Родовая структура \1„ определяет в множество допустимых взаимосвязей элементов из X • Иными словами.структура^ это тожество

отношений порядка наХ '.которыми могут определяться пары (£"; множеств ребер гшкрграфов VI;. Отсюда , гдеПД- отно-

шения порядка родовой структиры в H. Из определения ДГ можно сделать вывод, что его основные элементы есть системы h-арных отношений. Следовательно, динамический гиперграф можно описать на тео-' ретико-множественном и графическом уровнях. Нетрудно видеть, что матричное представление ДГ определяется совокупностью матриц инци-денций для гиперграфов, определяющих отдельные его экземпляры.

Сопоставляя элементам W^VJ различные интервалы модельного времени существования,будем говорить о динамике преобразования экземпляров W; в ^ 83 конечный промежуток времени. Перечислив все рассматриваемые интервалы времени натуральными числами, можно рассматривать модель ДГ в виде А(.п) а (^f(n), P(jO>Wo)> neN* , которая описывается в дискретный момент времени экземпляром •

, El (Ai), Р-аЛ*1)) (или совокупностью экземпляров,

если множество . Р(.И) задается с помощью отношения порядка). Динамический гиперграф называется конечным, если

е Ы^) t ( A Cm^l

и бесконечным, если(у,кеЦ+) А(П))1,

Равенство A'- (. Vl\ Р\VJ'0)7 Л"» (.VT, Р"? W" ) определяется

равенствами. Vl'-Vi", Р'»Р11 , VJ„l - VJ0" , а для экземпляров^;

определениями из теории гиперграфов. Рациональным называется такой ДГ, который после некоторого числа дискретных моментов времени становится периодическим, т. e.fyneN')(3V,ïïieN+)[l(h>k)}4At^A(№m)]], Преобразования ДГ определяются теоретико-множественными к алгёб-раическими операция),ai. Теоретико-множественные операции объединения, пересечения, разности основываются на свойствах подобных операций для гиперграфов, но с учетом рассматриваемых для ДГ' интервалов времени.

Шпример, операция обтединения для А(и)и определяется PW» P4n)UP"(m)7 VJ0-VJc' UWo ,

При этом, если tt* - соответственно начало интервалов для fi'llO • а ^г", "t-sT " соответственно их окончания, то

^■mlnClï tf ) ^а ■ Wix(.-t£ ti1) - соответственно начало и скончание

им*

К-го интервала времени результирующего ДГ. Тогда дляУЧ^УШ,

УЦе , УУ|» е получим

4

^Цдля и дм ttr.tr],

4-11 «.4.И •

если ^г или 7

если

^ЧЮлля игдп для

\/Цдля аГ , , если >ЧГ

М'Цдля С1Г, ^ ],у/'Ми\Л) для }

Лдля [tr.tr] , если

ч ф для [Лг , если ^я!для

если , ■

Аналогичны),! образом определяется операция объединения и для Р*(п), Р (т) , а также операции пересечения и разности для ДГ в целом,

Алгебраические операции над ДГ описываются множеством элементарных операций ^'НцЧг/М. где ^ - перенос одного ребра в;:е

из экземпляра V) в экземпляр ; Ч'г. - удаление реО- ® ра ^¿„еЁ! при переходе из VI; в Ч^н ; Ч^ ■ добавление вЧ^реб-рзе,,,^^, отсутстввовавшего в . Элементарные изменения на основе операций из ? задаются выражением

Ограничением таган преобразований очевидно является родовая структура рассматриваемого динамического гиперграфа. Изменения структуры ^ допускают множественное применение операций из , например, перенос или удаление одновременно нескольких ребер выбранного экзешляра. Такие преобразования определяются И -арными операциями, состоявши иг последовательностей элементарных операций из множества 9 .

о

_ - 1 б -

Теорема. Система операций 9" (^ц'чхЛ-.Д является полной относительно множества экземпляров структур, допустили в рамках родовой структуры динамического пшергра£а.

Отдельные экземпляры ДГ представляются в виде технологи-чеоких структур, модель которой является базоЛ при реализации ИТ алгебраическая модель и принимает следующий вид.

Рассмотрим конечное множество исходных условий (ItY) р?

иэ ксюрых должны быть выбраны мнокзства начальны:-: состояний объекта проектирования (СП)- Будем считать известном: для камдо-го IfZ 1яо.таства индиаидуБЛгых особенностей (МО) и параметров, характс-риеук..:х stu свойства К''** . Отсвда

конечное множество параметров, начальное состояние

прокзЕоп-ного СП определяется выох.эньл К'-V\zp Пусть задало конечное mhcj;.-:ccbo ип Э* ЫД , х&рачзерюг*шы>с состр,е1Г;тр,~ч-;о кеолэстваю! сеойств г. и:; ьэрзьмцюв и коночном еостозвЮ1 К'Мк;Л ,l6L • Тогда mhojkcteo параметров

ко«5ча;»р состояния произвольного ОП опредслетсл vx> вкрдлгпия YS К?1*, Yjel . а шояество параматроь, оашажгк

ПР0»8В0ГЛН09 Г.рОКЗЖГОЧНСб ССПТ0ННП9 011, В виде К3**- l'\ U Ks . где ^ множстз:о НУ j -го ОП.

Олг?Д'Эгш шэдестхо граСса конструктивной совкесглихл? ОП в виде ьзкоторис ориентированных градов Q*{&yi, V^M*

LySX/X^ таких, что '' ' ' 1

(VdteüKa&^Q) ЦсХ,],

(а ¿1 е Ъ) (а G е Q) [(¿fi р) А ('\* X-f)] .

Будем считать эадзншш «чокества дейотвунщлх' элементов (ДЭ) к' Iе I , ИХ специализации (СДЭ) Sf [¿оЛ и ка-

чественных характеристик преобразуемых1? -ой спе-

циализацией I -го элемента. Отсвда пространство состояний, в котором представлены льоос состояние прспмтыгаго <МЬ и зогмож-ности их достижения элементами ü;e f\ определяется из выражения

Каддый дЭ в организационном смысле мо.тет бьть элементом одного

9

или кесколысих комплексов да (413). Следовательно, если имеется | АД КДЗ, то под £L\. СуД'-Н понимать июжество ДЭ, принадлежащих Я-ку КДЭ. Огсищэ Зададим на мюжеств-э А отношение

частичного порядка R , которое назовем отношением окшшалеитиой

технологической упорядоченности ДЭ.

Адркязпюй математической моделью технологической структуры, определяющей Iff, является гиперграф. Однако в отличие от классического спгедол»1ШЯ гиперграфа технологическая структура есть четверга . Здесь \ - множество действующих

аленентов ; XX - множество технологических цепочек по числу рассматриваемых ОП; - двухместная выскаэывательнзя форма, ваггаа&кэя инцидентором; R.M - ингектизнсе отображение на мчо-яествах Y(U). ^ Uc "U , где \ (wV - множество вершин, инцидентных ребру U . Инъективпое отображение R каидому элементу. Q; ставит в соответствие множество , которые определят место действующи» эл9мэята в технслогни формирования U -го OIL Поскольку ка?кдому Ote А соответствует множество Si , то молю определять нчо.чэстэо Y's V ^ Si , которое является своеобрагиш сюртективтпг;) расширением множества Ч . Отсюда можно построить лредстлил^тк» рассмотренной вше технологической структуры на множестве специализаций действующих элементов в виде Н': (Y', И'/У'Д11) где У - кно/еотго ресг.р, такое, что 1 Qlе М (-{;< е

Vu'dl^V - инцндентор,распаренный на множества У, U' . Тогда ' * слмзюстъ техиодотгксксй структуры определяется U Y'(t)l)| а избыточность Iii 'lY'\-| U Y'(U*>\ • ^

Таким образом, задача синтеса технологической структуры примет олелукг.щиЛ вид.

Нч множестве действующих элементов синтезировать такую технологическую структуру, в которой нижеперечисленные критерии достигают ггеспх экстремальных значений:

а) минимум избыточности при формировании каждого 011; б) минимум общего количества 11У при формировании всех ОП из множества D; в) минимум используемых СДЭ з процессе формирования ОП; г) минимум переходов между СДЭ в процессе формирования ОП; д) минимум общего количества ягпслыувша ДЭ: е) минимум переходов между ДЭ в процессе фсрмигоняпил ОП; ж) ).шнимум обпрго количества используемых

КДЭ; з) минимум переходов между КДЭ в процессе формирования ОП; и) минимальная сложность синтезируемой технологической структуры; к) минимальная избыточность синтезируемой технологической структуры;

а также выполняются следующие ограничения:

а) последовательность формирования различных ОП не должча противоречить всем отношениям порядка графов конструктивной совместимости, куда они входят; б) последовательность применении действующих элементов (и их специализаций) не должна нарушать отношения эквивалентной технологической упорядоченности. •

Р.. 2. Элементы теории последовательного синтеза информационных технологий в автоматизированных системах

В третьей главе для задачи синтеза технологической структуры определятся процедуры последовательного синтеза, базирующиеся на алгебраических понятиях и результатах, полученных А. И. Мальцевым в локальной теореме для теории групп.

Тесрема (локальная теорема). Для того, чтобы некоторая группа 0 имела тип Оч,необходимо и достаточно, чтобы этот тип имела ссягая подгруппа с конечным числом образующих.

Исг.оглзуя данную теорему, необходимо допускать, что элементарным свойством группы называется свойство, удовлетворяющее двум требованиям, а) оно является объединением свойств, формулируемых в узком исчислении Гильберта; б) всякая подгруппа группы с гагам свойством дошив обладать этим свойством. Причем группа & называется шяизэй тип ... ,ЬЛ . , если обладает нормальным рядом 0к длины К , фактор-группы которого (г; имеют последовательные свойства 1:1 ... , Е-к.

Локальная теорема определяет порядок синтеза группы с заданной совокупностью свойств.' Действительно, начиная с подгруппы и расширяя множество рассматриваемых элементов до подгруппы для ¡которой О;; является нормальным делителем, мы будем последовательно получать алгебраические системы (типа группа), обладающие расширяемом набором свойств (С^ будет обладать свойством Ек , аС^/б^-своГ ствомЕ-м, причем свойства),м (.Е*., Е.*.) и т. д.). Таким образом,

используя ло'сальную теорему и свойства групп, удовлетворяющие еэ условиям, можно на основе алгебраической структуры исследуемого объекта формально обосновать последовательность достижения задан- 1 ного множества свойств. Понимая под свойством алгебраической системы (изоморфной исследуемому объекту) экстремум функциональной зависимости выделенного множества параметров (экстремум одной или несколышх функций цели), определим условия применения локальной теоремы для синтеза рациональной последовательности при решении задачи многокритериальной оптимизации.

Основной трудностью применения локальной теоремы для исследования объектов АС ввиде ИТ является отсутствие-'прямого изоморфизма между основными групповыми свойствами (обратный элемент, факторизуэмость по нормальным делителям) и свойствами реальных промышленных систем и их элементос.

Развиваемая в третьей глаге теория последовательного синтеза структурных моделей ИТ основывается на доказательстве того, ото технологическая структура является гомоморфным образом некоторой (¡.-группы, а все критерии синтеза технологической структуры формулируемы в узком исчислении Гильберта. Доказательство указанных утверждений- позволяет сделать вывод о применимости к процессам синтеза технологической структуры сформулированной, выше лекальной теоремы теории групп.

Сеойстб* гомоморфного Д.-образа определяются, исходя из экстремальных значений критериев а), б), ... к) в задаче синтеза технологической структуры, и обозначаются соответственно^-критерий а),%.~ критерий б), критерий к). Тогда свойства технологической структуры, определяющие последовательные процедуры ее синтеза примут вид

Е,= <?, ^Ег ад ¿ВДо ; Нг т5 14 ^Ец' 9{0.

Метод последовательного синтеза технологических структур обоснован з диссертации доказательством следующей теоремы.

Теорема. Для того, чтобы синтезировать технологическую структуру, обладающую свойствами Е-ч^Ч , необходимо и

достаточно последовательно синтезировать технологические структуры, обладающие единичные свойствами , затем Еэ., далее Е-^ и Ец, ■ причем синтезируемая на последнем этапе технологическая структура

-soll Судет являтса искомой.

2. 4. Методика синтеза информационны:; технологий с автоматизированных системах

Сформулированная и доказанная в третьей главе диссертации теорема позволяет определить совокупность задач синте&а технологической структуры и, следовательно, методику синтеза моделей ИГ на следующих уровнях:

- по свойству - на множестве .исходных условий проектирования;

- по свойству Ег - на множестве саецигшьчмдо! действу»?« элементов (СДЭ);

- по свойству Еъ - на множество действующи: ол-:-мантов (да);

- по свойству Ец - на множестве комплексов ^еиствумцнт. элемег тов (КДЭ). I

На каждом из этих уровней (этапов синтеза) исиол'.ауется о^рмулпрог.апнзя в диссертации задача поиска упорядоченного покрутил, результат решения которой определяет телнологическуп структуру с соответствующим свойством. Исходная информация в этой зг;пче определяется матрицей ||, 1"1,1- , ^ * ^

01рз1Л1 шторой идентифицируются упорядоченной совокупностью состоянп., 0Г1 (от начального до конечного), а столбцы - используемым на соответствующем уровне мноиюстеом ку (СДс\ КДЭ). Каждый элемент матрицы Л определяется условием

1, если I -е состояние 011 может сыть иеалпзовало • J -м элементом (например, СДЭ);

0, в противном случае. ¡Формулировка задачи включает определение переменной

1, если I -й столбец войдет в покрытие;

[О, в противном случае.

Тогда задача поиска упорядоченного покрытия списывается системой соотношений

№

У X: т'щ •>

УЯ

Г аЛ^мш, Нц Г«

^ _

а^Урмк, ,

В диссертации приведены алгоритмы, позволяющие получать решения задачи поиска упорядоченного. покрытия га конечное 'шсло итераций независимо от размерности исходной матрицы А,

■ В четвертой главе, исходя из последовательности синтеза технологической структуры по свойствам и анализа условий изменения исходных множеств, определена модель технологического управления в АС, в рамках которой с помощью аппарата ДГ реализуются адекватные изменениям целей и функций АС преобразования структуры и функционального состава ИГ.

2. 5. Методы синтеза информационных технологий з автоматизированных системах проектирования и изготовления сложных технических комплексов

В пятой главе диссертации рассматривается применение рззра-

ботанных методов, алгоритмов и методик синтеза ИТ в АС проектирования и изготовления СТК (классы систем САПР, ГПС).

Модели ИТ процессов проектирования и изготовления рассматриваются на базовом (Б), проблемном (П) и объектно-ориентированном (О) уровнях, в рамках которых определяются основные элементы ИТ, предназначенные, соответственно, для реализации средств специалистов по:

- проектированию, внедрению, сопровождению АС и ее эксплуатации с помощью специальных средств интеграции и интеллектуализации для исследуемых процессов;

- генерации АС в выбранной проблемной области и адаптации ИТ для изменяющихся в течение жизненного цикла объектных областей эксплуатации АС;

- эксплуатации АС в заданной объектной области, определяемой • структурой и функциональным составом ИТ.

Стратифицированное представление моделей ИТ включает физическую (Ф), технологическую (Т) и календарную (К) структуры; в рамках которых, соответственно, определяются:

- классификация и объектная ориентация элементов ИТ;

- логическая взаимосвязь элементов ИТ в процессах проектирования и изготовления СТК;

- относительная временная взаимосвязь элементов ИТ в процессах проектирования и изготовления СТК

Стратифицированное и многоуровневое представления моделей ИТ позволяет построить, матричную модель ИТ процессов проектирования и изготовления СТК, для преобразования элементов которой используются аппарат динамических гиперграфов и методика последовательного синтеза сложных систем.

Каждый элемент матричной модели ИТ определяет подмножество процедур процессов проектирования и. проведения СТК, выступающих в качестве элементов ИТ. С другой стороны, качество таких матричных моделей ИТ зависит от количества ОП, одновременно обрабатываемых в АС проектирования и изготовления СТК. Каждый из элементов матричной модели связан с остальными некоторой последовательностью прохождения и преобразования моделей ИТ, которая определяется последовательным методом синтеза ИТ в АС. Применение указанного метода для матричной модели ИТ процессов проектирования и изготовления СТК определяет последовательность синтеза моделей по уровням Б,П,0, по стратам Ф,Т,К, показано на рисунке

ТРАТЫ

Н Л

п р

А В Л Е Н И

я

Г

ф . Т К

О* Ф О *т О" К

п «ф П * т П*К

Б * Ф Б* Т Б * К

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СИНТЕЗА МОДЕЛЕЙ ИТ

УРОВНИ

Представленная на рисунке матричная модель ИТ внедрена в проекте САПР-ЭНЕРГОМАШ, который описан в приложении к диссертации.

2.0. Методы синтеза информационных технологий в автоматизированной системе натурной отработки сложных технических комплексов

В шестой главе рассматривается применение разработанных методов, алгоритмов и методик синтеза ИТ в АС натурной отработки СТК.

Модели ИТ процессов натурной отработки рассматриваются на базовом (Б), проблемном (Ц) и объектно-ориентированном (0) уровнях, имеющих аналогичную интерпретацию процессам проектирования и изготовления СТК.

Стратифицированное представление моделей ИТ включает функциональную (Ф), логическую (.1), програшмо-целевую (П) и организа-

П

ционную (0) структуры, б рамках которых, соответственно, опре, ляются:

- классификация и предметная (для экземпляров СТК) специс нация элементов ОТ;

- логические последовательности элементов ИТ в процессах I турной отработки множества вариантов СТК;

- последовательность и временная взаимосвязь элементов при реализации многообразия программ натурной отработки СТК одн или несколькими организационными подразделениями;

- логическая взаимосвязь организационных элементов и подра; делений при реализации ИТ на различных уровнях в АС натурной ог. работки СТК. На основе стратифицированного и многоуровневм представлений моделей ИТ строится матричная модель ИТ процессе натурной отработки СТК, для преобразования элементов которой ис пользуются методика последовательного синтеза сложных систем аппарат динамических гиперграфов, разработавны? во второй третьей глазах диссертации.

С Т Р А'Т Ы

О

П УРОВНИ

Б

Н 2 Л П О

О * Ф О л о*п 0* 0

П* Ф . п*л П*П П*0

Ё* Ф Б* Т Б *П Б* 0

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СИНТЕЗА ШДЕЛЕИ ИТ

Представленная на рисунке матричная модель ИТ внедрена в проектах опытно-конструкторских работ, которые представлены в научно-технических отчетах, подготовленных при участии и под научным руководством автора.

3. ВЫВОДЫ

В диссертации обобщены исследования по созданию методов и алгоритмов синтеза информационных технологий в автоматизированных системах АС, включающих САПР, ГПС, АСУ.. В диссертации решена задача разработки теоретических основ синтеза 'эффективных информационных технологий имеющая важное народно-хозяйственное значение для создания развивающихся в предметной области АС, сокращения цикла проектирования и увеличения жизненного цикла внедряемых АС.

Основные результаты работы сводятся к следующему.

1. Основными элементами КАП является системы САПР, ГПС и АСУ, взаимосвязанное функционирование которых' определяет уровень эффективности всех остальных типов автоматизированных систем. Поэтому основное внимание в исследовании КАП и АС в целом следует уделить разработке единого методологического и формального подхода к описанию моделей объектов и процессов. Основой этого направления является разработка моделей информационных технологий в АС. Анализ работ по. проблемам создания автоматизированных систем САПР, ГПС, АСУ позволил выявить существующий в настоящее} время разрыв между инструментарием этих систем и используемых в них информационных технологиях. Это позволило сделать вывод, что одним из наиболее перспективных направлений для повышения эффективности проектируемых и эксплуатируемых АС является разработка теории и методов синтеза моделей СТ.

2. Ка ' основе понятия ИТ сформулированы задача и определены методы структурного синтеза моделей сложных технических комплексов и ИТ, отличающаяся учетом структурных свойств исследуемых объектов и позволяющая получить системный эффект в процессе ее . решения за счет сохранения у большинства синтезируемых объектов наилучпих свойств из предыдущих проектов на более ранних стадиях ' процесса проектирования. Методология решения задачи структурного

синтеза моделей ИГ доллча огнш'нш тдси па представлении объекта проектирований в АО в вид" кормл-й состояний, определяющих его последовательное ирздставломк под:,чю*.кств,чми свойств. Такое представлоние объжта в АО |югл'.ммзт сделать вывод о наоОходи-мости разработки методик и luiropimiou cinncan моделей ИГ, инвариантных относительно области их иош.'ль •cíiícüiiji; и различию классах систем (САПР, Г ПС, АСУ).

3. Разработаны олом-чны теории структурного моделирочитм информационных технологий в ¡ттомапкмчювлшшх системах, Еключа»-lajie в качества главного илемягга понятие динамического гшоргря-фа. Определено поипти-; днмаинчеогого шк-рграфа, отличающееся от известного онредолошы iweprpsfii иапольоойааивм параметра абстрактного примени в качеств*. варьируемой величины, которая характеризует цодмплирм дшгдкпчоскьго гшюргрофа в рззличтл? интервалы процсиси шдолироьнтш сложного технического комплекса. Интервалы моделпросшш;! и струю урл систоми, сшродоляеман пшегри-фом, пешкшкт в рамках единой птрудтуриодшюмической модели (ди-намиччоккй пширграф) ирово/тгь оцеики luueeruu динамических изменений в АС, учигывач изменения продм'пгой области, свойств и функций AC, a такяэ 1шр*0ностей пользователей.

Дли дииишч.тких тьуграфш ояродсл-.чш теоретм-чномс!-вешше и алгебраически'.' огктпцции, mwcwMUQV.* псстцим »ф^эктив-«ш процедуры i!|i'?:»í)pa<.T)L'.-Hii t мод^л.'п ИТ в АС. Тихой подход определи'? г ociionj дла n..•jtjkk шы ггчглиА ИГ и видо преобразуемых ак-«<tfWU,:i|>í-f< д^ьа'ЛиЧ'-'м.'Л'о mi'.>pr|4»H на иадшш'ш интервале модели* роваши. .".'i^c-miijiiii) дишшпч'.-сшш пш-.-ргрифи в кЛядий uomjht прет* НИ OtlíICUMUvT Н'.'КОГ'.'РУН) H'ДС'ЛТ, ИГ, ОТра<И.!",Ц"М нроц->ссн ti{ P'.'KTIIPO • uaiiirt и yiipmbj'viiiiii дли cw.'i-f) пли ц.ч'ьодшм ИТ. Токое предотшг-л'чпк ИТ inpl'cvwt 01111','птг. в лпц'.- 1 ■•кжжоим.'сюй CTpyitryj'u,. « такл" olipLVi'.'jniTf, <>ç ocil'iBiiiio своаг.нм, tMi'jiw.uws« в mhiiIímik'U-Utttt oOuf.To»ajW'i'.-UTBa опетояиий (и рпплнчий Hvwiy ними) д.м каедэго объекта проектирования при рассмотрении па р^личнык уровнях до-тализицгш ИТ в виде процесса принятия решений. Показана адекватность сжрчД'.'Л'ЛШШг во вто|ччй /'.лапе итруктурмих моделей объектив и npüU'jcüü» АО и вид'; мной":".:! ¡ri ИТ динамическому гиперграфу, Преобразования уи.-шапиых мнц»/.>,й могут производится im основе формального подхода, определяемого оперицшш н У, дптш1№скпмп гпиорг* рафами, Совокупность раарсЛотишилс нодил-'й, оподчллира Тихиоло-гичоскум структуру окн^мпллром ИГ, описываемой дшншич^екпм 14t-

перграфом, позволяет сделать вывод о необходимости разработки комплексной модели технологического управления для экземпляра ИТ. Процесс решения задачи технологического управления ча всем интервале моделирования определяется, как процесс пооперационного преобразования динамического гиперграфа, списывающего модель ИТ в целом.

4. Разработаны элементы теории последовательного сивтега информационных технологий в автоматизированных системах. Для этой цели доказана возможность декомпозиции задачи многокритериальной оптимизации для моделей сложных систем( гомоморфно-отображающихся в омега-группы с заданными свойствами. Результат базируется на теореме А. Л Мальцева о локальных теоремах теории-групп. Это позволяет обоснованно использовать результат о возможности последовательного построения группы с заданным'набором свойств для построения последовательного процесса решения задачи многокритериальной оптимизации модели сложной системы. Основным ограничением для моделей систем, при использовании данного результата, является замкнутость базового порождающего множества элементов системы относительно всей совокупности операций над этими элементами, опре- • делаемых в модели системы. Доказывается декомпозируемость задачи синтеза модели ИТ, описываемой в виде технологической структуры, в последовательную процедуру синтеза решений в задаче многокритериальной оптимизации экземпляров ИТ. Последовательность синтеза оптимальной технологической структуры, описывающей экземпляры ИТ, определяется ее свойства^!, являвшимися экстремальными значениями групп критериев исходной постановки задачи.

' Определена методика последовательного синтеза моделей технологических структур в процессах синтеза ИТ в АС, включающая четыре основных последовательных этапа: синтез на множестве исходных условий проектирования (ИУП), синтез на множестве специализаций действующие элементов (СДЭ), синтез на множестве действующих элементов (ДЗ) и синтез на множестве комплексов действующих, элементов (КДЭ). Обобсзя изложенные результаты можно сделать вывод, что доказанная возможность послэдовзтельного синтеза моделей технологических структур по группам критериев упрощает исходную многокритериальную постановку задачи синтеза оптимальных экземпляров ИТ к в целом снижает размерность общих задач структурного синтеза эффективных ИТ в АО.

5. Синтез технологической структуры на каждом из уровней

(ИУП, СДЭ, ДЗ, КДЭ) может быть осуществлен путем решения задачи поиска упорядоченного покрытия состояний объекта проектирования одним из перечисленных множеств элементов. Задача поиска упорядоченного покрытия отличается от классической задачи о покрытиях наличием ограничения на строгий порядок состояний объекта проектирования, что Еызывает необходимость разработки методики и алгоритмов ее решения. Трудность решения задачи поиска упорядоченного покрытия определяется необходимостью одновременной минимизации двух разнородных критериев: мощности и разветвленности (по элементам порождающих множеств) покрытия. Для преодоления указанной трудности в четвертой главе разработаны разнообразные алгоритмы решения задачи поиска упорядоченного покрытия, позволяющее строить различные модели ГО с точки зрения гибкости удовлетворения внешних требований на приоритетность одного шш другого кротерия. Синтез обобшэнной модели КГ на всех уровнях представления базового порождающего множества элементов осуществляется на основе, метода последовательного синтеза.

Для решения задачи технологического управления разработана комплексная модель технологического управления, позволяющая на основе выделенных этапов последовательного синтеза реализовать необходимые изменения в структурных моделях ИТ разных уровней, исходя из предварительной классификации возмущающих воздействий. Применение комплексной модели технологического управления в конкретной автоматизированной системе связано с интерпретацией уровней представления базового множества элементов. Условия построения и применения такой модели позволяют говорить о том, что она базируется на последовательной схеме декомпозиции исходной задачи и включает две стандартные процедуры: классификация вовмушдюш/эго воздействия и выделение этапов повторного синтеза в последовательной схеме принятия решений.

Разработанная методика синтеза моделей ИГ ориентировала на реиенке задач структурного синтезавтехнодогического управления в АС, используемых в КАП.

6. Разработаны методики синтеза эффективных моделей ИТ для АС проектирования, изготовления и натурной отработки СТК, основанные на теоретических результатах последовательного синтеза моделей ИТ, методологии решения задач структурного синтеза и технологического управления в АС.

Применение методологии решения задач структурного синтеза

моделей ИТ в АС позволило построить общую методику проектирования этих моделей на основе инвариантного формального описания и универсальных алгоритмов синтеза.

Научные результаты, полученные в докторской диссертации т.СУВОРОВА A.B., отражены в 112 научных работах, основными из которых являются: •

1. Малышев Е Г., Суворов A.B., Паршин Е. А. Методы, автоматизации проектирования технологических структур промышленных систем. -Ростов-н\Д: Изд-во РГУ, 1986. - 214 с.-

2. Малышев Н. Г., Суворов А. В. , Еерба В. С. Методы проектирования моделей ГАЕ - Ростов-н\Д. : Изд-во РГУ, 1987. - 183 с.

3. Малышев Н. Г., Суворов А. В. Основы теории систем. - Таганрог, ТРТИ, 1985.- 66 с.

4. САПР. Методы типизации .комплексов и компонентов. МР 234-86/ Н. Г. Малышев, П. А. Шлаев, А. Е Суворов, Т.С.Трофимова- М. : Изд-во ВНИИНМАШ ГОССТАНДАРТА СССР, 1987.- 71 с.

5. Суворов А. В., Верзунов Е А. Принципы разработки САПР объектов энергетического машиностроения. - М. : Изд-во НИИЭИНФОРИЭ-НЕРГОМАШ , 1987.- 63 с.

6. САПР. Типовые функциональные схемы проектирования изделий. Общие положения. РД 50-631-87/П. А. Шалаев, Ю. X Вермишев, А. В. Суворов и др. М. : Изд-ВО ВНИИНМАШ ГОССТАНДАРТА СССР, 1987. - 28 с.

■ 7. Системы производственные гибкие. Средства программные систем управления. Порядок проведения работ. РД 25-833-87/И. А. Ка-роль, А. Ф. Бондарчук, А.В.Суворов и др. - Калинин: НПО "Центрпрог-раммсистем", 1988.- 39 с.

8. Суворов А. Е О некоторых эвристических особенностях процесса проектирования последовательности обработки детали//Методы построения алгоритмических моделей сложных систем. - Таганрог, 1978. - Вып. 3. - С. 54-58

9. Суворов А. В. Синтез оптимальной технологической структуры промышленной системы//Методы построения алгоритмических моделей сложных систем. - Таганрог, 1979.- Вып. 4. - С. 130-135.

10. Малышев Н. Г. , Суворов А. В., Мамычев Ю. А. Автоматизация проектирования межцеховых технологических маршрутов//Известия

- 30 -

СКНЦ BBL Технические науки, 1380. - N 2. - С. 9-13.

11. Суворов А. В. Об одном методе проектирования технологических структур//Методы построения алгоритмических моделей сложных систем. - Таганрог, 1980. - Вып. 5. - С. 56-66.

12. Суворов А. В., Филина М. Ю. Алгоритмы поиска упорядоченных покрытий//Штоды автоматизации проектирования, программирования и моделированния. - Таганрог, 1981..- Вып. 1.- С. 52-67.

13. Суворов А. В. Синтез технологической структуры на множестве специализаций действующих алементов//Методы автоматизации проектирования, программирования и моделирования. - Таганрог, 1982.- Вып. 2.- С. 5-12.

14. Малышев ЕГ., Суворов A.B., Егоров A.B. Использование динамических гиперграфов для описания структуры сложных систем//Ыетоды автоматизации проектирования, программирования и моделирования. - Таганрог, 1983.-Вып. 3. - С. 8-17.

15. Иалышев а Г., Суворов А. Е Метод последовательного синтеза проектных рещений//Теэ. докл. 5-ró Всесоюзного совещания по автоматизации проектирования электротехнических устройств. - Таллинн, 1983.- С. 58-61/

16. Суворов А. Е , Мухсинов А. Г., Мамычев Ю. А. Структурный метод оценки технологичности объектов автоматизированного проектирования// Энергомашиностроение.- 1984.- N 9.- С. 12-15.

17. Эвристическая модель процесса автоматизированного проектирования изделий энергомашиностроения/3. Г. Усубов, А. Е Суворов, Е. А. Паршин, Е С. Верба. //Энергомашиностроение. - 1985. - N 8. -С. 22-25.

18. Основные концепции технологии автоматизированного ' проектирования/В. И. Скурихин, Е Г. Малышев, A.B.Суворов, A.B. Шэсга-ков//Управлягащие ситемы и машины. - 1986. - N 1. - С. 7-14.

19. Суворов A.B. Логика-динамические модели интегрированных систем//Тез. докл. Втесоюзн. симп. "Логическое управление с использованием ЭВМ ". - М.1987. - С. 273-277.

20.. Суворов А. В. Проектирование интегрированных автоматизированных систем//Теэ. докл. Всесоюзн. конф. "Проблемы создания и развития интегрированных автоматизированных систем в проектировании и производстве". -М., 1987. - С. 36-37.

21. Подсистема САПР для решения задач нестационарной . теп-лопроводимости и термической прочности/а Г. Малышев, А. В. Суворов,®. Б. Свинцицкий, А. В. Шэстаков//Энергомашиностроение. - 1987.- N

9.- С. 42-45.

22. Малышев Н. Г., Суворов А. В., Верба В. С. Проблемы обучения технологии автоматизированного проектирования //Тез. докл. 1-й Международной конф. "Обучение САПР в инженерных. ВУЗах". - Тбилиси, 1987.- Ч.2.- С. 7-8.

23. Суворов А. В. Методы декомпозиционного управления ГПС//Штоды автоматизации проектирования, программирования и моделирования. - Таганрог, 1987. - Вып. 6. - С. 26-33.

24. Суворов А. Е , Шэстаков А. В. Особенности конструирования технологии автоматизированного проектирования//Ыетоды автоматизации проектирования, программировани и моделирования.- Таганрог,

1987.-. Вып.- С.87-103.

25. Суворов А. а Преобразование расчётных модэлей в САПР//Энергомашиностроение. - 1988. - N 1.- С. 11-14.

26. Суворов А. Е , Баранов С. а Декомпозиция задач оптимального проектирования в САПР анергооборудования//Известия СКЩ ВШ. Технические науки. - 1987.- N 1.- С. 17-22.

27. ГШ. Требования к моделировании структур и процессов функционирования (1-я редакция) /П. А. Шалаев, Н.Г. ЬЬлышев, А. Е Суворов И др. - М.: Иэд-во ВНИИНМАШ ГОССТАНДАРТА СССР. - 1988. - 141с.

28. Суворов А. Е Структурно-динамическое моделирование в автоматизированных системах//Известия АН СССР. Техническая кибернетика.- 1988.- N 2,- С. 60-64.

29. Суворов А.Е Моделирование объектов и процессов автоматизированного проектирования/7Энергомашшостроение. - 1988,- N 4. -С. 27-31.

30. Суворов А.Е Последовательный синтез моделей технологи автоматизированного проектирования//Интеллектуальные САПР. - Таганрог, 1988.- Вып. 1. - С. 21-26.

31. Суворов А.Е Алгоритмы синтеза технологий автоматизированного проектирования и управления//Методы построения алгоритмических моделей сложных систем. - Таганрог, 1988.- Вып.7.- С. 15-27.

32. Суворов 'А. В., Верба Е С., Гончаренко Г. И. Основы технологии автоматизированного проектирования ГАЛ, - Таганрог: ТРТИ,

1988.- 78 с.

33. Суворов А. В. Технология проектирования и эксплуатации машиностроительных САПР.- Таганрог, ТРТИ, 1989.- 70 с.

34. Олейник И. И., Суворов А. В., Пискунов А. А. Натурная отработка сложных технических комплексов. Технология и алгоритмы.-

М.: Иэд-ВО Наука, 1990. - 239 с.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА В СОВМЕСТНЫЕ РАБОТ а Все результаты исследований, приведенные в диссертации, получены автором самостоятельно. В совместных работах автором разработаны модели информационных технологий в виде технологических структур и динамических гиперграфов, методология синтеза структурных моделей информационных технологий, требования к моделям ИТ в САПР, ГШ и АСУ для решения проблем стандартизации, разработана методология последовательного-синтеза моделей.информационных технологий в АС.