автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.15, диссертация на тему:Научно-техническая разработка модельного ряда СМ ЭВМ для верхних уровней АСУ

На правах рукописи

КОТОВ НИКОЛАЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА МОДЕЛЬНОГО РЯДА СМ ЭВМ ДЛЯ ВЕРХНИХ УРОВНЕЙ АСУ

Специальность 05.13.15 - Вычислительные машины и

системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в ОАО «Институт электронных управляющих машин» (ОАО «ИНЭУМ»), г. Москва

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Гореликов Н.И.

кандидат технических наук, доцент Красовский В.Е.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Крупский А.А.

кандидат технических наук, доцент Попов В.В.

Ведущее предприятие: Институт точной механики и

вычислительной техники им. С.А. Лебедева

Защита состоится « ^2.» ОЛлСТ^^^а 2004 г. в И^ часов

на заседании диссертационного совета КР 409.009.14 при Институте электронных управляющих машин по адресу: 119991. ГСП-1. г. Москва, ул. Вавилова, 24._

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 2004 г.

И.о. ученого секретаря диссертационного совета

кандидат технических наук, ст. н. сотр. Фукс В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем сегодняшнего дня и ближайшего будущего России является срочная необходимость возрождения производства на основе улучшения качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции. Этого можно достичь только путем высокоэффективной автоматизации промышленного производства.

Основной технической базой для построения автоматизированных систем управления в 70 — 80-х годах в нашей стране были. вычислительные комплексы СМ ЭВМ. Это ряд машин СМ 4, СМ 1420, СМ 1700, СМ 1800 и др., различающихся быстродействием; объемом оперативной и внешней памяти, набором устройств связи с объектом и другими характеристиками, что позволяло использовать управляющую вычислительную технику с максимальным эффектом в конкретном системном применении. Эти вычислительные комплексы к настоящему времени устарели морально и физически, хотя многие и сегодня еще эксплуатируются на некоторых электростанциях и предприятиях тяжелого машиностроения.

Вследствие объективных процессов, происходящих в экономике России, в течение длительного времени подобного рода разработки практически не производились или не внедрялись в массовое производство. Массовым стало применение импортной компьютерной техники.

В тоже время, поскольку в некоторых областях хозяйственной деятельности существуют объективные ограничения, требующие применения отечественной вычислительной техники, а потребность в управляющей вычислительной технике постоянно растет с развитием производства, растет и актуальность создания отечественной управляющей вычислительной техники. Постепенный переход к использованию отечественных разработок является, по нашему мнению, стратегической задачей.

В этой связи воссоздание ряда машин СМ ЭВМ на новой элементной базе и с современным программным обеспечением является актуальной и важной проблемой.

Современные автоматизированные системы управления позволяют благодаря локальным промышленным сетям во многих случаях выполнять функции контроля и управления исполнительным оборудованием удаленно, вне производственных помещений. Это побудило разработчиков к применению в качестве базовых средств АСУ широко доступных и недорогих персональных компьютеров. Однако далеко не всегда удается создать на базе обычного ПК надежную систему управления, действующую непрерывно и в реальном времени. Проблема здесь в балансе между офисными и промышленными технологиями. В этой связи актуальным представляется разработка компьютеров общего назначения в соответствии с принципами СМ ЭВМ для использования на верхних уровнях АСУ в качестве серверов, а также рабочих станций операторов-технологов и диспетчеров. Такие компьютеры дополнят разработанные в ОАО «ИНЭУМ» в последние годы управляющие промышленные комплексы CM 1820M и ряд программируемых контроллеров СМ9107, СМ 9166, СМ 1820М.ПК. Это позволит на единой базе средств СМ ЭВМ разрабатывать сложные иерархические системы автоматики с распределенной обработкой данных на нижнем уровне и многотерминальным доступом на средних и верхних уровнях.

Целью диссертационной _работы является разработка нового ряда машин общего назначения в соответствии с принципами СМ ЭВМ, отвечающих требованиям применения на верхних уровнях автоматизированных системах управления производством.

В связи с поставленной целью работа предполагает решение следующих основных задач:

- Анализ современных подходов к построению автоматизированных систем управления производством и выбор принципов построения вычислительных средств для верхних уровней АСУ.

- Анализ и выбор схемотехнических и конструкторско-технологических решений при создании нового поколения СМ ЭВМ.

- Разработка ряда машин СМ ЭВМ общего назначения на новой элементной базе и с современным программным обеспечением для создания единой информационной среды предприятия.

- Анализ экономических вопросов производства и вопросов сертификации разработанных моделей СМ ЭВМ.

- Практическое использование разработанных моделей СМ ЭВМ при построении различных многоуровневых интегрированных АСУ.

Методы исследований. В основе исследований, выполненных в диссертационной работе, лежит теория систем, аппарат теории вероятностей, вычислительные методы, основанные на конечных разностях, методы эвристического прогнозирования с использованием нейронных сетей, методы проектирования средств вычислительной техники.

Научная новизна заключается в решении ряда новых вопросов, связанных с проектированием вычислительной техники для автоматизированных систем:

- Установлены принципы и предложены новые технические решения, принятые при создании модельного ряда СМ ЭВМ общего назначения для многоуровневых АСУ.

- Развиты принципы автоматизированного контроля параметров объектов различного класса, ориентированного на аппроксимирующие алгоритмы; предложен оригинальный вычислительный алгоритм контроля и регулирования параметров технологического процесса.

- Разработана методика прогнозирования экономической конъюнктуры компьютеров общего назначения заданной конфигурации. Разработан и реализован новый подход к формированию конфигурации СМ ЭВМ на этой основе.

- Разработаны новые подходы к управлению качеством СМ ЭВМ.

Практическая реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы получены в Институте электронных управляющих- машин в рамках Федеральной целевой про-

граммы «Реструктуризация и конверсия оборонной промышленности».

Базовый комплект ЭВМ серии «СМ» имеет сертификат соответствия № РОСС RU.ME 61. ВО 1030 со сроком действия по 08.06.2004 г., выданный органом по сертификации телевизионной, радиоэлектронной, электротехнической и медицинской аппаратуры. Выпускается серийно, ТУ 4013-001-46493083-01, изготовитель «Велес-дата. Компьютерный центр».

Разработанный модельный ряд СМ ЭВМ совместно с существующими промышленными контроллерами и управляющими вычислительными комплексами марки СМ, образуют функционально полный набор оборудования для широкой сферы применения от управления промышленным объектом, до корпоративных информационных систем.

Практическая реализация, результатов работы подтверждается прилагаемыми к диссертации документами;

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- научных семинарах и технических совещаниях Института электронных управляющих машин в период 2001 -2004 гг.;

- третьей научно-практической конференции «Современные информационные технологии в управлении и образовании», Москва, Федеральное государственное унитарное предприятие НИИ «Восход», ноябрь 2002 г.;

- научной сессии Московского инженерно-физического института (государственного университета) МИФИ -2003 на секции «Компьютерные системы и технологии», январь 2003 г.

Разработки демонстрировались на:

- 13-й Международной выставке КОМТЕК 2002, 23 - 26 апреля 2002 г. в Москве;

- Международной специализированной выставке современных информационных технологий автоматизации

«ИНТЕРТЕХ САЛОН - 2002» 5 - 8 июня 2002 г. в Москве;

- выставке информационных технологий SOFTOOL'2002 в сентябре 2002 г. в Москве;

- Международной выставке КОМТЕК 2003, в апреле 2003 г. в Москве;

- выставке информационных технологий SOFTOOL'2003 в октябре 2003 г. в Москве.

Разработки отмечены Дипломами за достижения в области информационных технологий: разработку, организацию производства и внедрение СМ ЭВМ.

Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 14 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Работа содержит 145 страниц, включая 21 рисунок и приложения. Список цитированной литературы включает 71 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, ее связь с проблемой модернизации отечественной вычислительной техники для автоматизированных систем управления.

В первой главе рассмотрена современная концепция автоматизированных систем управления производством и принципы построения функционально полного набора вычислительных средств для автоматизированных систем управления.

За последнее десятилетие технология управления производством в принципиальном отношении стала существенно более совершенной. Суть в том, что сегодня весь спектр условий, регламентирующих производство данного конечного продукта, начиная с параметров исходных ресурсов и кончая организацией самого производства и конъюнктурой рынка сбыта, удается ввести в единую систему контроля и более того, использовать для формирования вектора управляющего воздействия. Именно одновременность действий, т.е. множественное согласованное коо-

перативное управление производством, как единой системой, позволяет наиболее полно реализовать возможности производственного предприятия.

Принципы управления сложными производствами опираются на теорию систем управления - на два ее фундаментальных закона - закон сохранения систем и закон функциональной иерархии. Закон сохранения систем утверждает неразрывность потока ресурсов, как источника функционирования данной системы. Инструментом сохранения целостности систем являются, с точки зрения его информационного содержания, некий банк данных, как средства хранения ресурса для его мобильного распределения. Закон функциональной иерархии определяет механизм организации и самоорганизации систем, благодаря которому реакция системы на внешнее воздействие существенно отлична от реакции той же группы объектов в автономном режиме. Каждый исполнительный орган системы получает агрегированный набор уставок управления, отражающий как стратегические интересы всей системы, так и тактическую задачу своего уровня.

Конкретное воплощение иерархической структуры системы управления предприятием в виде определенного комплекса вычислительных средств не является строго регламентированным и может варьироваться. Важно лишь, чтобы общее решение реализации системы управления соответствовало законам теории систем.

Современная многоуровневая система управления предполагает использование на нижнем уровне управления программируемых логических контроллеров, реализующих функции сбора и обработки информации в непосредственной близости от объекта управления, а функции обобщения и анализа производственной информации, и документооборота - на верхних уровнях управления посредством управляющих вычислительных комплексов (УВК), персональных компьютеров и серверов.

В аппаратном и программном обеспечении корпоративные информационные системы (КИС) и АСУ ТП имеется ряд принципиальных отличий. Во-первых, это проблема времени. Систе-

мы, связанные с технологическим процессом, обрабатывают данные в режиме реального времени (real-time), т.е. должны обеспечивать гарантированное время реакции на внешние события, происходящие на управляемом объекте. В современных компьютерах общего применения такой принцип не заложен изначально. Другим фактором является уровень надежности оборудования, его помехоустойчивости, защищенности от внешних воздействий - офисные и цеховые требования здесь различаются на порядок.

Однако, в последние годы предлагается все больше решений по внедрению офисных технологий и в производственную среду. Считается, что современные процессоры способны решить проблему реального времени, за счет очень высокого быстродействия. Развитие технологий локальных сетей передачи данных, в том числе сетей промышленного назначения, привело к возможности вынести рабочие места оператора за пределы технологической зоны, жестких условий эксплуатации. Во многих случаях функции контроля и управления исполнительным оборудованием могут производиться удаленно. Следовательно, в качестве управляющих комплексов могут применяться "обычные" персональные компьютеры (ПК), расходы на приобретение которых, значительно ниже, чем на закупку защищенных вычислительных систем, рассчитанных на специальные режимы работы. В то же время, для целей управления подойдет не каждый ПК. Для систем диспетчерского управления существенно повышаются требования по надежности.

Эффективной технической базой для комплексной автоматизации и управления сложными технологическими объектами в 1970-х - 80-х гг. являлись СМ ЭВМ. В основу создания технических и программных средств СМ ЭВМ были положены следующие принципы:

- достаточная производительность и функциональная полнота для соответствующего класса системы;

— достаточная надежность для соответствующего класса системы;

- открытость и развиваемость технических и программных

средств;

- коммуникативность (сопряжение) с сетями ЭВМ различных конфигураций;

- полнота системной программной поддержки;

- оперативный и качественный сервис технических средств;

- доступность по цене.

Как показывает анализ использования управляющей вычислительной техники в автоматизированных системах управления различного назначения, указанные основополагающие принципы актуальны и сегодня и должны быть перенесены на современную программную и аппаратную платформу.

Глава завершается формулированием цели и задач диссертационной работы.

Вторая глава посвящена: теоретическим вопросам. Рассмотрены вопросы прогнозирования экономической конъюнктуры компьютеров общего назначения, приобретающие в рыночных условиях приоритетное значение для фирм, занимающихся их разработкой и производством Темп появления на рынке новых изделий микроэлектроники чрезвычайно высок. Обновление модельного ряда вычислительной техники носит, фактически, непрерывный характер. Работа же на массовом рынке невозможна без, по крайней мере, среднесрочного планирования производства.

Основываясь на опыте продаж вычислительных устройств, рассчитанных на различные сегменты потребительского рынка, мы можем заключить: зависимость между совокупностью параметров модели (техническими характеристиками, стоимостью, маркетинговыми факторами) и уровнем ее потребления является нелинейной. Создание математической модели, позволяющей с допустимой долей погрешности спрогнозировать спрос на нее, в этой связи значительно усложняется.

В работе предложен подход к прогнозированию, основанный на эвристических методах с использованием нейронных се-

тей. Нейронные сети, используемые для моделирования, нелинейны по своей природе, вследствие чего представляют мощный инструмент, позволяющий воспроизводить чрезвычайно сложные зависимости.

Блок-схема системы прогнозирования, представлена на рис. 1. Результатом работы системы должен стать сформированный перечень конфигураций компьютера, наилучших по соотношению «цена-производительность» для конкретного периода времени и для работы на конкретном сегменте рынка.

Входными данными для системы является база данных (БД) комплектующих с набором параметров, БД с информацией о динамике цен на комплектующие на прогнозируемый период, БД об объемах продаж компьютеров различных конфигураций в раз-

личных сегментах рынка за предшествующий период, набор тестов производительности компьютера.

Первый этап - формирование входной последовательности для работы системы. Формируется индексированный набор возможных конфигураций компьютера с техническими параметрами используемых комплектующих.

Изначально набор конфигураций формируется комбинаторно по схеме каждый с каждым (исключая несовместимые между собой комплектующие). Таким образом образуется набор конфигураций с максимальной энтропией параметров.

Далее производится расчет производительности полученного набора конфигураций для различных классов задач. Расчет производится посредством нейросети. Используется наиболее часто применяемая нейросетевая структура - нелинейный пер-септрон.

Элемент структуры имеет логистическую передаточную функцию

где с - коэффициент крутизны функции, x - взвешенная сумма входов.

Процесс настройки нейросети (обучение) заключается в подстройке весовых коэффициентов соединений между нейронами. Использовался алгоритм обучения обратным распространением ошибок. На каждом этапе обучения веса соединений подстраиваются следующим образом:

w¡j(t+\)=lw¡i(0+rgjx^>

где у>ц - вес соединения от нейрона Z к нейрону/ в момент времени ty X - выход нейрона ^ г - шаг обучения, gj - значение ошибки для нейрона/.

Выбор структуры нейросети производится на основе анализа среднеквадратической ошибки выходной функции, полученной на контрольной последовательности входных данных.

Производительность оценивается по результатам синтетических и аппликационных тестов ZD Winstone 2001/2002, SYSmark 2001/2002, SPEC Viewperf, 3D Mark 2001/2002, Quake HI, 3D Studio MAX, WAV to MP3, Win Асе, достаточно полно описывающих уровень производительности компьютера при выполнении широкого круга математических и графических функций.

Параллельно с расчетом производительности конфигураций по всем комплектующим проводится ценовой мониторинг и производится расчет ценового прогноза для требуемого периода времени. Для прогнозирования цены комплектующих применялись статистические методики (авторегрессии и скользящего среднего).

Спрогнозированные показатели производительности, прогнозные цены для конфигураций и ряд неиспользованных ранее данных из БД комплектующих (форм-фактор и др.) составляются в наборы входных кортежей. В целях упрощения сетевой структуры производится сокращение набора переменных в кортежах. В качестве метода снижения размерности применяется отбор с помощью генетического алгоритма; реализующего модель эволюционного отбора. Отсев переменных производится на основании данных об объемах продаж компьютеров определенных конфигураций для данного сектора рынка за предшествующий период.

Обработанная таким образом информация из БД об объемах продаж используется в качестве обучающей последовательности выходной нейросети. В качестве контрольной последовательности для отбора оптимальной нейросетевой структуры используется близлежащая по времени часть данного набора кортежей.

Нейросеть имеет выбранное посредством генетического алгоритма количество входов и один выход. После этапа обучения на вход выходной нейросети подается весь объем сокращенных кортежей. Нейросеть для каждого кортежа формирует параметр, отражающий перспективность производства компьютера данной конфигурации для данного сектора рынка в указанный временной период.

Результатом изложенной разработки стало создание универсального алгоритма и методики для прогнозирования модельного ряда ПК общего применения. Система устойчива к большой размерности данных и допускает ее наращиваемость, т.е. без изменения основного алгоритма может быть использовано большее число переменных, входящих в перечень рыночных характеристик продукта.

В качестве входных данных, иллюстрирующих реализацию методики, использованы реальные сведения по составу компонентной базы, рыночным ценам и объемам продаж компьютеров в Москве на период 2002 - 2003 гг.

Относительная погрешность прогноза от реального объема запросов ПК разных конфигураций, поступивших в отдел продаж компании «Велес-дата. Компьютерный центр» составляет 3 и 5 % при удаленности прогноза во времени в один и пять месяцев соответственно. Основной причиной влияющей на погрешность результата, является несовершенство методов ценового прогнозирования для комплектующих. Наиболее значимые результаты могут быть получены для профессиональных пользователей и представителей. корпоративных секторов рынка. Предпочтения данных потребителей консервативны,и менее подвержены рекламному воздействию, ценовая эластичность спроса в данных секторах рынка ниже, чем в потребительских. Экспериментальные данные позволяют говорить об оправданности применения методики.

Рассмотрены и развиты принципы автоматизированного контроля параметров объектов различного класса, ориентированного на аппроксимирующие алгоритмы.

На практике при контроле технологических процессов (например, в энергетике) как правило, используются простые алгоритмы контроля, основанные на прямом сравнении каждого полученного значения контролируемой функции с предшествующим значением или границами зоны сравнения.

Однако для контроля сложных технологических процессов простой процедуры контроля бывает недостаточно, так как с ее

помощью не удастся всесторонне оценить поведение контролируемого процесса, особенно при наличии случайных отклонений, которые сильно искажают истинную картину процесса.

Сформулирована и в общем виде формализована задача автоматического централизованного контроля.

Каждому контролируемому процессу Sj (х) (]=1,...,т) ставится в соответствие модель процесса соответствует предельно допустимым колебаниям контролируемого процесса и характеризуется заданным конечным набором параметров- ао(т), а^т),..., ак(т) на отрезке времени [0,Т]

Измеряемое значение контролируемого процесса отличается от соответствующей модели на величину отклонения

В качестве текущего значения отклонения для контролируемого процесса целесообразно использовать соотношение характеризующее верхнюю границу абсолютной ошибки

поскольку в задачах автоматизированного контроля интерес представляют, как правило, именно предельные, а не средние отклонения. Таким образом, задача централизованного контроля будет заключаться в оценке текущего значения отклонения (или погрешности) &г(т) и его сравнении с допустимым отклонением ео-

Предложены некоторые вычислительные алгоритмы для автоматизированного контроля, основу которых составляют полиноминальные методы, основанные на конечных разностях. Такие методы позволяют предсказать тенденции процесса, а при наличии случайных отклонений обеспечивают «сглаживающую» аппроксимацию контролируемой функции и минимизируют максимум абсолютной ошибки. Приближение контролируемой функции может быть получено по измеренному 1+1 значению с помощью разностного уравнения

Для контролируемых процессов, единичные кратковременные отклонения которых не сказываются на режиме работы системы, целесообразно использовать алгоритмы нулевого порядка. Такие алгоритмы максимизируют время, в течении которого контролируемый процесс находится внутри установленной зоны. Степень полинома в этом случае равна нулю:

т.е. предсказанное значение определяется предшествующим значением контролируемой функции

При решении задач автоматического контроля различных процессов колебательного характера целесообразно использовать алгоритмы первого порядка, основанные на уравнениях экстраполяции, которые в общем виде можно представить в виде соотношения

представляющего прямую, проведенную между двумя измеренными значениями контролируемой функции, относительно которой устанавливается зона допустимых колебаний. Контроль происходит с учетом того, что каждое измерение и предсказанное значение есть точка в границах зоны сравнения. Если же очередное предсказание располагается вне границ зоны сравнения, то формируется сигнал рассогласования.

К числу более сложных полиномиальных вычислительных алгоритмов контроля относятся алгоритмы, позволяющие обнаружить ошибки в дискретных значениях контролируемой функции, автоматически их исправить и сформировать соответствующее диагностирующее сообщение. Для гладких контролируемых функций, не имеющих аналитических особенностей, разности будут везде постоянны, кроме участка, содержащего ошибку.

(5)

Б/ЧтО = 2^.,)-

(6)

Проиллюстрируем действие алгоритма. Пусть одно из дискретных значений контролируемой гладкой функции Б^Т) содержит ошибку 8. Ограничимся вторыми разностями, считая их фактически постоянными всюду, кроме выделенного участка. В качестве исправленного значения второй разности используем среднее арифметическое трех содержащих ошибку вторых разностей, так как их сумма уже не содержит ошибки:

Д2^(т„) = I [(А2^(ти)+е)+( А 28)(т;.1)-2£)+( А 23^(т;)+е)]=

= А2^(т,2)+ А2^(ти)+А2ад]. (7)

Далее с помощью исправленного значения второй разности (7) определив величину ошибки

е = 1[Д28^.0 - А2^(Ти)] , (8)

следует внести исправления в соответствующие значения контролируемой функции, и вновь пересчитать все разности.

Рассмотренный полиномиальный вычислительный алгоритм может найти применение для автоматизированного контроля процессов в энергетике, медицине и других областях. Однако при практической реализации алгоритма необходимо учитывать, что для оценки величины текущего отклонения необходимо производить запоминание каждого дискретного значения процесса на отрезке (О, Т). С увеличением времени контроля и количества одновременно контролируемых процессов, объем требуемой для запоминания информации и время счета будут существенно возрастать. Вычислительные ресурсы, необходимые для обработки, представления измерительной информации и эффективной работы системы оцениваются в каждом конкретном случае.

В зависимости от конкретных условий функционирования системы в задачах контроля параметров процесса целесообразно использовать различные алгоритмы и вычислительные процеду-

ры для оценки отклонений. В одних случаях может быть оправдано применение простых, но приближенных методов оценок; в других наоборот, следует использовать более сложные, но точные методы.

В третьей главе рассматриваются разработанные модели нового ряда компьютеров СМ ЭВМ, предназначенные для построения интегрированных автоматизированных систем управления. Конфигурация новых моделей СМ ЭВМ с учетом решаемых задач формировалась на основе эвристических методов и с использованием нейронных сетей (см. гл. 2).

В 2001г. Институт электронных управляющих машин при непосредственном участии автора приступил к реализации проекта по разработке нового ряда компьютеров марки СМ, история которой насчитывает 30 лет.

Изначально компьютеры СМ ЭВМ разрабатывались для решения задач автоматизации производственных процессов. В результате реализации нового проекта семейство компьютеров СМ ЭВМ пополнилось рядом моделей универсального, офисного назначения. При этом тот опыт, который коллектив ИНЭУМа приобрел при проектировании сложнейших систем управления в энергетике, производственными процессами в различных отраслях промышленности, включая оборонную, не мог не отразиться на качестве этих компьютеров.

Как отмечалось,. для решения задач автоматизации производства подойдет не всякий ПК. Система должна позволять устанавливать большой набор дополнительного оборудования: коммуникационных процессоров, контроллеров ввода/вывода, специализированных акселераторов и пр., а также отвечать повышенным требованиям по надежности, отказоустойчивости и ремонтопригодности.

С другой стороны, внедрение проектов, где на производстве применяются специфичные промышленные устройства, полностью отвечающие требованиям среды, связано с большими затратами. Очевидно все дело в балансе между,офисными и промышленными технологиями, т.е. положении той точки, где заканчива-

ется специальная аппаратура, и начинают применяться обычные ПК. Новая серия СМ ЭВМ спроектирована именно с учетом оптимальности этого положения.

Разработанные модели СМ ЭВМ включают универсальные серверы и системы хранения CM lxxx (как в обычном, так и в защищенном исполнении), а также рабочие станции АРМ оператора, станции САПР и ПК общего применения, входящие в серию СМ 193х.

Серверы на базе CM lxxx предназначены для работы на верхнем уровне автоматизации. Их основной задачей является обеспечение бесперебойной работы базы данных (БД) реального времени.

Технические характеристики, например, серверов серии СМ 1140, представленных 4-х процессорными моделями на базе чипов Intel Xeon MP с кэш-памятью третьего уровня от 512 до 2048 КБ, следующие.-Модель - CMv 1141: максимальное число процессоров - 4; ОЗУ - до 24 ГБ двухканальной DDR200; контроллер SCSI - 2хШга320; жесткие диски - 5x146 ГБ U320 SCSI; функция «горячей» замены жестких дисков и источников питания — есть; сеть - 2x10/100,1x1000 Мбит/с; слоты расширения - 6 PCI-X 100МГц (4 с горячим подключением), 2 PCI32 33 МГц.

Серверы серии СМ 1140 используются для задач, требующих большой вычислительной мощности, в частности в качестве: серверов приложений, OLAP-серверов СУБД, OLTP-серверов СУБД со значительной нагрузкой.

Ряд компьютеров СМ 193х предназначен для работы в качестве АРМ операторов и для организации рабочих мест в административно-хозяйственных подразделениях предприятий.

Так, серия компьютеров СМ 1931 ВУ разработана для использования на верхних уровнях автоматизированных систем в качестве рабочих станций операторов-технологов и диспетчеров. Их характеризует:

- Гибкое изменение производительности. Уровень производительности комплекса позволяет решать задачи в реальном времени и может варьироваться в значительном

диапазоне, что позволяет, с одной стороны, использовать самое современное программное обеспечение с большими требованиями к аппаратным ресурсам, а с другой стороны, в случае, когда такая необходимость отсутствует, снизить затраты, используя более дешевые комплектующие. Конструктивные особенности позволяют быстро проводить upgrade системы. Специальная программная утилита позволяет программно варьировать рабочую частоту центрального процессора.

- Широкие возможности расширения. Компьютер имеет 8 слотов расширения: 2 - ISA, 5 - PCI, I - AGP. Наличие ISA - слотов чрезвычайно важно: появляется возможность использовать унаследованные контроллеры для ПК, большинство которых выполнено именно в этом стандарте. Наличие AGP 4X позволяет установить высокоскоростные графические платы, это дает возможность обработки качественных видеоданных о производственных процессах.

- Высокая надежность. Компьютеры СМ ЭВМ производятся из комплектующих высочайшего качества. Материнская плата снабжена набором дополнительных средств контроля работы за центральными узлами комплекса и оповещения о системных сбоях.

Основные технические характеристики СМ 1931 ВУ следующие.

Процессор: Intel Celeron до 850 МГц или Intel Pentium III до 1 Ггц; материнская плата: Gigabyte GA-6VXC-4X-P; жесткий диск: 2x10,20,30,40,60 ГБ Ultra dma/100 IBM IDE. По требованию RAID-контроллер IDE или SCSI, возможность "горячей" замены; приводы внешних накопителей: по требованию FDD 3,5", CD-ROM, CD-RW, Zip, LS-120, МО, стример; сеть: по требованию 10/100 Ethernet, Profibus, AS-интерфейс; порты: 2 COM, 1 LPT, 2 USB, 2 PS/2, 1 IrDa; ОС: по требованию MS Windows NT/2000/XP, Linux, Novell Netware, SCO UNIX, QNXV4/Neutrino.

Модели компьютеров общего применения СМ 1932 по своей функциональной направленности предназначены для решения задач административно-хозяйственных подразделений. Среди них специализированные комплексы СМ1932Б в компактном корпусе корпоративного ПК, характеризующиеся повышенной сохранностью данных за счет использования двух жестких дисков и зеркалирования информации. Ранее подобные решения встречались лишь в профессиональных рабочих станциях.

Системные блоки серии 193х собираются в эргономичных легких алюминиевых корпусах Slim из тщательно тестируемых комплектующих.

Особо выделена разработка малогабаритного компьютера, получившего название «СМ Мини». Использование материнской платы с форм-фактором mini PC позволило создать системный блок приблизительно в четыре раза компактнее традиционного.

«СМ Мини» имеет следующие основные технические характеристики: процессор Pentium 4 2,8 ГГц; оперативная память 2 Гб, жесткие диски до 60 Гб, оптические накопители Slim Size (CD, DVD, CD-RW), сеть 10/100 Мбит/с Ethernet, поддержка полного набора портов, включая IrDa, USB 2,0 FireWire, габариты 205x156x61 мм, вес около 1,9 кг.

«СМ Мини» - самый миниатюрный отечественный компьютер, обладающий функциональными возможностями современной настольной ЭВМ. Размеры и масса такого ПК позволяют считать его мобильным. На момент разработки «СМ Мини» являлись самыми миниатюрными ПК в мире.

Основное преимущество и особенность ПК серии CM 19XX - высокое качество изделий.

Качество обеспечивается применением современных методов менеджмента. Это анализ рынка и выявление перспективных направлений развития технических и программных средств; подбор высококачественных комплектующих изделий, тщательное тестирование после сборки каждой единицы техники в течение 24 часов, проведение мониторинга параметров производственных процессов, анализ отзывов заказчиков и др. Все это обеспечивает

минимальную, по сравнению с мировыми производителями ПК, стоимость постгарантийного обслуживания.

Анализ сбыта модельного ряда СМ193Х показывает, что наряду с традиционными крупными потребителями, такими как корпоративные и государственные структуры, также промышленные предприятия, оснащающие управляющей вычислительной техникой марки СМ цеховой уровень производства, предпочитают использовать на верхних уровнях интегрированной АСУ персональные компьютеры той же марки - СМ193Х, что позволяет создавать сложные АСУ на основе оборудования от одного производителя.

В настоящее время естественным представляется использование преимуществ международного разделения труда в области вычислительной техники. В этой связи обсуждаются соображения по выбору технических средств зарубежных фирм. Из достаточного многообразия предлагаемого зарубежного оборудования для автоматизации промышленного производства, отмечено, например, оборудование фирмы Siemens под названием Simatic, целесообразного к применению в АСУ совместно с СМ ЭВМ.

В четвертой главе рассматриваются примеры различного функционального применения разработанного ряда машин CM 193X в автоматизированных системах управления.

Рассмотрена, построенная на базе технических средств СМ 1935 и CM 1820M, автоматизированная система контроля и учета потребления энергоресурсов, которая в настоящее время стала весьма необходимой на различных предприятиях.

Система осуществляет непрерывный сбор и отображение технологической информации для оперативного контроля и управления процессами распределения электроэнергии.

Система контроля электроснабжения включает диспетчерский пункт (ДП), реализованный на базе СМ 1935, а также контролируемые пункты (КП) и блоки вывода сигналов индикации (БВСИ), выполненные на базе промышленных контроллеров СМ 1820М.ПК. Все элементы системы (ДП, КП, БВСИ) объединены локальной сетью на основе последовательного интерфейса

RS-485. КП осуществляет непрерывный сбор сигналов телесигнализации и телеизмерения с контролируемых объектов энергоснабжения и передачу их по каналам связи. БВСИ отображает сигналы телесигнализации на щит диспетчера. ДП постоянно опрашивает все КП и БВСИ на наличие сигналов изменения состояний, передает команды оператора на КП или БВСИ, регистрирует изменения состояния системы в архивном файле. В этой сети СМ 1935 выполняет роль сервера, а отдельные КП и БВСИ -роль рабочих станций. Комплекс СМ 1935 базируется на процессоре Pentium III 800 МГц; оснащен 128 Мбайт ОЗУ; использует интегрированные в набор микросхем базовой логики видео- и звуковой контроллер; содержит цветной мультимедийный монитор с диагональю 19"; два жестких диска АТА/100, подключенные через двухканальный RAID-контроллер, обеспечивающий 100%-ное зеркалирование информации; устройство записи на магнитной ленте для резервного копирования архивной информации; привод CD-ROM; печатающее устройство; четырех канальный коммуникационный модуль стандарта RS-485; а также специальный модуль ввода дискретных сигналов, используемый для приема информации от кнопок на панели диспетчерского щита. Система работает под управлением ОС «жесткого» реального времени QNX 4.24 с графической оболочкой Photon фирмы QSSL.

Аналогичным образом могут быть построены системы контроля всех ресурсов предприятия — расхода воздуха, тепла, воды, кислорода, азота и др. Такие системы контроля весьма актуальны, например, в металлургии, где за счет рационального управления энергоресурсами достигается экономия до 20%.

Современная медицина - весьма перспективная отрасль с точки зрения информатизации, где есть множество актуальных задач. В работе рассматривается проект создания медицинской информационной системы (МИС) для ведущего медицинского центра России - Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. Бакулева (НЦССХ).

В настоящее время в лаборатории АИБ НЦССХ (руководитель А. Лужецкий) при участии автора разрабатывается и внедряется информационная система АИБ (автоматизированная история болезни), предназначенная для ввода, хранения и обработки данных о пациенте.

Работу системы обеспечивают два сервера (основной и резервный); медицинские пользователи (врачи, инженеры, администраторы), используют персональные компьютеры, например, серии СМ 1932, имеющие выход в локальную сеть. Автоматизация процесса работы с историей болезни позволит врачам тратить меньше времени на оформление и поиск документов, научные сотрудники получат регламентированный доступ к полной и достоверной статистической информации, администраторы будут иметь возможность оценить реальное качество лечебного процесса.

Примером автоматизированного рабочего места для лечебного учреждения может служить компьютеризированный комплекс СМ 1462 для ультразвуковой диагностики кардиологических и сосудистых заболеваний, разработанный на базе ПК СМ 1932, обеспечивающего современные потребительские свойства: графический пользовательский интерфейс; многооконная визуализация, реализующая одновременный вывод на экран результатов нескольких обследований; режим мониторинга, дающий возможность записывать на жесткий диск результаты обследований в течение длительного времени; операционная система MS Windows 2000, обеспечивающая функционирование мощных прикладных программ, баз данных, офисных приложений, выход в локальные вычислительные сети и Интернет с возможностью удаленного консультирования лечащего врача у профильных (узких) специалистов.

Большое разнообразие функциональных возможностей и широкая номенклатура вычислительных средств позволяет использовать СМ ЭВМ практически в любой автоматизированной системе, сосредоточив все специфические особенности в алгоритмах и программах.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В итоге проведенных исследований и разработок, направленных на совершенствование компьютеров СМ ЭВМ для автоматизированных систем управления получены следующие основные результаты:

1. Определены на основе преемственности технические принципы проектирования современных вычислительных средств СМ ЭВМ для автоматизированных систем управления.

2. Развиты принципы автоматизированного контроля параметров объектов различного класса, ориентированного на аппроксимирующие алгоритмы. Предложен оригинальный полиномиальный вычислительный алгоритм централизованного контроля параметров процессов, удобный для сглаживания: контролируемой функции. Предложенный алгоритм может найти применение для автоматизированного контроля процессов в энергетике, медицине и других областях.

3. Разработан новый модельный ряд компьютеров серии CM 193X современных конфигураций в различных исполнениях для построения интегрированных автоматизированных систем управления, в том числе самый миниатюрный отечественный персональный компьютер «СМ Мини» для специальных применений, сочетающий в себе преимущества настольного ПК (производительность) и ноутбука (компактность, мобильность).

4. Разработаны методы диагностики и контроля качества СМ ЭВМ, обеспечивающие сертификацию продукции на соответствие ISO 9000.

5. Предложена актуализированная к запросам современного рынка новая методика прогноза экономической конъюнктуры персональных компьютеров серии СМ ЭВМ, позволяющая оценивать спрос и планировать разработку и производство персональных компьютеров различных моделей. Разрабо-

тан и реализован подход к формированию конфигурации СМ ЭВМ на этой основе

6. Показаны результаты серийного освоения компьютеров серии CM 193X и примеры их применения в автоматизированных системах управления (автоматизированная система контроля энергоресурсов предприятия, медицинская информационная система и др.). Даны соображения по выбору технических средств зарубежных фирм, целесообразных, с учетом преимуществ международного разделения труда в области вычислительной техники к применению в автоматизированных системах совместно с СМ ЭВМ.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Дубовик Е.А., Котов Н.А. Модульный принцип автоматизации производства. Промышленные АСУ и контроллеры, № 4, 1999.

2. Дубовик Е.А., Котов Н.А. Автоматизация учета основных компонентов производства. Промышленные АСУ и контроллеры, №9,2000.

3. Котов Н.А. Системы автоматизации на базе СМ ЭВМ. RM MAGAZINE, №5,2001.

4. Котов Н.А. Компьютеры СМ ЭВМ дляАСУТП. Промышленные АСУ и контроллеры, № 11,2001.

5. Котов Н.А., Шульгин Д.П. СМ ЭВМ для создания единой информационной среды предприятия. Научно-практическая конференция «Современные информационные технологии в управлении и образовании». Сборник трудов. М.: ФГУП НИИ «Восход», МИРЭА, 2002.

6. Котов Н.А. Промышленные компьютеры. Автоматизация в промышленности, янв, 2003.

7. Котов Н.А. Автоматизированные системы на базе СМ ЭВМ. Автоматизация в промышленности, май, 2003.

8. Котов Н.А., Шульгин Д.П. Новый модельный ряд компьютеров серии СМ 193Х. Научная сессия МИФИ - 2003. Сборник научных трудов, том 12 « Информатика и процессы управления. Компьютерные системы и технологии». М.: МИФИ, 2003.

9. Дубовик Е.А., Котов Н.А. К выбору вычислительных алгоритмов централизованного контроля параметров регулируемого технологического процесса. Деп. в ВИНИТИ 15.01.03 г., №95 - В 2003. Библиографический указатель «Депонированные научные работы» №3, М.: ВИНИТИ, 2003.

10. Моросанов И.С., Гореликов Н.И., Котов Н.А. Вопросы проектирования современных систем управления и управляющих вычислительных комплексов. Датчики и системы, №3,2003.

11. Гореликов Н.И., Котов Н.А. К вопросу формирования рынка ПК в России. Датчики и системы, №3, 2003.

12. Котов Н.А. Новый ряд компьютеров серии СМ 193Х. Датчики и системы, №3,2003.

13. Королев А.С., Котов Н.А., Олейников А.Я. Об автоматизации проектирования профилей открытых систем. Информационные технологии и вычислительные системы, №3,2003.

14. Гореликов Н.И., Котов Н.А., Лебедев Д.П. Система менеджмента качества - образ жизни современной фирмы. Датчики и системы, № 3,2004.

»4-13*78

Oтпeчaтaнo в ООО «Ceнaт-Пpeсс» Тел.: 246-00-14 Т^яж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1. Современная концепция автоматизированных систем управления производством.

1.2. Основные принципы построения вычислительных комплексов для автоматизированных систем управления на примере

СМ ЭВМ.

1.3. Постановка задачи работы.

ГЛАВА II. НЕКОТОРЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ АНАЛИЗА

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

2.1. Методика прогнозирования оптимального состава компонентной базы вычислительных систем.

2.1.1. Предварительные замечания.

2.1.2. Общее описание методики.

2.2. К выбору вычислительных алгоритмов централизованного контроля вводимой измерительной информации в АСУ ТП.

2.2.1. Предварительные замечания.

2.2.2. Вычислительные алгоритмы для централизованного контроля

ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА НОВЫХ МОДЕЛЕЙ СМ ЭВМ ДЛЯ

ВЕРХНИХ УРОВНЕЙ АСУ.

3.1. Модели компьютеров СМ ЭВМ для рабочих станций операторов-технологов и административно-хозяйственных подразделений.

3.2. Серверные системы СМ ЭВМ.

3.3. Соображения по выбору вычислительной техники зарубежных фирм, применяемой в многоуровневых

АСУ совместно с СМ ЭВМ.

3.4. Вопросы оценки качества производства модельного ряда

СМ ЭВМ.

ГЛАВА IV. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ МОДЕЛЕЙ СМ ЭВМ

В АСУ.

4.1. Автоматизированная система контроля энергоресурсов.

4.2. Автоматизированная информационная система для медицины.

4.3. Области применения разработанных моделей СМ ЭВМ.

Одной из важнейших проблем сегодняшнего дня и ближайшего будущего России является срочная необходимость возрождения производства на основе улучшения качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции. Этого можно достичь только путем высокоэффективной автоматизации промышленного производства.

Основной технической базой для построения автоматизированных систем управления (АСУ) в 70 - 80-х годах в нашей стране были вычислительные комплексы СМ ЭВМ. Это ряд машин СМ 4, СМ 1420, СМ 1700, СМ 1800 и др., различающихся быстродействием, объемом оперативной и внешней памяти, набором устройств связи с объектом и другими характеристиками, что позволяло использовать управляющую вычислительную технику с максимальным эффектом в конкретном системном применении. Эти вычислительные комплексы к настоящему времени устарели морально и физически, хотя они и сегодня еще эксплуатируются на некоторых электростанциях и предприятиях тяжелого машиностроения.

Вследствие объективных процессов, происходящих в экономике России, в течение длительного времени подобного рода разработки практически не производились или не внедрялись в массовое производство. Массовым в это время стало применение импортной компьютерной техники. Зарубежные фирмы поставляют узлы и ЭВМ, необходимые для создания автоматизированных систем управления.

В тоже время, поскольку в некоторых областях хозяйственной деятельности существуют объективные ограничения, требующие применения отечественной вычислительной техники, а потребность в управляющей вычислительной технике постоянно растет с развитием производства, растет и актуальность создания отечественной управляющей вычислительной техники. Постепенный переход к использованию отечественных разработок, является, по нашему мнению, стратегической задачей.

В этой связи воссоздание ряда машин СМ ЭВМ на новой элементной базе и с современным программным обеспечением является актуальной и важной проблемой.

Современные автоматизированные системы управления позволяют, во многих случаях, благодаря локальным промышленным сетям, выполнять функции контроля и управления исполнительным оборудованием удаленно, вне производственных помещений. Это побудило многих пользователей к применению в качестве базовых средств АСУ широко доступных и недорогих персональных компьютеров (ПК). Однако далеко не всегда удается создать на базе обычного ПК надежную систему управления, действующую непрерывно и в реальном времени. Проблема здесь в балансе между офисными и промышленными технологиями. В этой связи актуальным представляется разработка компьютеров общего назначения в соответствии с принципами СМ ЭВМ для использования на верхних уровнях АСУ в качестве серверов, а также рабочих станций операторов-технологов и диспетчеров. Такие компьютеры дополнят разработанные в последние годы управляющие промышленные комплексы СМ 1820М и ряд программируемых контроллеров СМ 9107, СМ 1820М.ПК, СМ 9166. Это позволит на единой базе средств СМ ЭВМ синтезировать сложные иерархические системы автоматики с распределенной обработкой данных на нижнем уровне и многотерминальным доступом на средних и верхних уровнях.

Целью диссертационной работы является разработка нового ряда машин общего назначения в соответствии с принципами СМ ЭВМ, отвечающих требованиям применения на верхних уровнях автоматизированных систем управления производством.

В связи с поставленной целью работа предполагает решение следующих основных задач:

- Анализ современных подходов к построению автоматизированных систем управления производством и выбор принципов построения вычислительных средств для верхних уровней АСУ.

- Анализ и выбор схемотехнических и конструкторско-технологических решений при создании нового поколения СМ ЭВМ.

- Разработка ряда машин СМ ЭВМ общего назначения на новой элементной базе и с современным программным обеспечением для верхних уровней АСУ предприятия.

- Анализ экономических вопросов производства и вопросов сертификации разработанных моделей СМ ЭВМ.

- Практическое использование разработанных моделей СМ ЭВМ при построении различных многоуровневых интегрированных АСУ.

Методы исследований. В основе исследований, выполненных в диссертационной работе, лежит теория систем, методы эвристического прогнозирования, аппарат теории вероятностей, вычислительные методы, основанные на конечных разностях, методы проектирования средств вычислительной техники.

Научная новизна заключается в решении ряда новых вопросов, связанных с проектированием вычислительной техники для автоматизированных систем:

- Установлены принципы и предложены новые технические решения, принятые при создании модельного ряда СМ ЭВМ общего назначения для многоуровневых АСУ.

- Развиты принципы автоматизированного контроля параметров объектов различного класса, ориентированного на аппроксимирующие алгоритмы. Предложен оригинальный вычислительный алгоритм контроля и ре1улирования параметров технологического процесса.

- Разработана методика прогнозирования экономической конъюнктуры при производстве компьютеров общего назначения заданной конфигурации. Разработан и реализован новый подход к формированию конфигурации СМ ЭВМ на этой основе.

Практическая реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы получены в Институте электронных управляющих машин в рамках Федеральной целевой программы «Реструктуризация и конверсия оборонной промышленности».

Базовый комплект ЭВМ серии «СМ» имеет сертификат соответствия № РОСС Яи.МЕ 61. В01030 со сроком действия по 08.06.2004 г., выданный органом по сертификации телевизионной, радиоэлектронной, электротехнической и медицинской аппаратуры. Выпускается серийно, ТУ 4013-00146493083-01, изготовитель «Велес-дата. Компьютерный центр».

Разработанный модельный ряд СМ ЭВМ, совместно с существующими промышленными контроллерами и управляющими вычислительными комплексами марки СМ, образует функционально полный набор оборудования для широкой сферы применения - от управления промышленными объектами, до создания корпоративных информационных систем.

Практическая реализация результатов работы подтверждается прилагаемыми к диссертации документами.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- научных семинарах и технических совещаниях Института электронных управляющих машин в период 2001 - 2004 гг.;

- третьей научно-практической конференции «Современные информационные технологии в управлении и образовании», Москва, Федералыюе государственное унитарное предприятие НИИ «Восход», ноябрь 2002 г.;

- научной сессии Московского инженерно-физического института (государственного университета) МИФИ - 2003 на секции «Компьютерные системы и технологии», январь 2003 г.

Разработки демонстрировались на:

- 13-й Международной выставке КОМТЕК 2002, 23 - 26 апреля 2002 г. в Москве;

- Международной специализированной выставке современных информационных технологий автоматизации «ИНТЕРТЕХ САЛОН -2002» 5-8 июня 2002 г. в Москве;

- выставке информационных технологий SOFTOOL'2002 в сентябре

2002 г. в Москве;

- Международной выставке КОМТЕК 2003, в апреле 2003 г. в Москве;

- выставке информационных технологий SOFTOOL'2003 в октябре

2003 г. в Москве.

Разработки отмечены Дипломами за достижения в области информационных технологий: разработку, организацию производства и внедрение СМ ЭВМ.

Выводы по главе 4.

1. Разработан проект автоматизированной системы контроля энергоресурсов с использованием технических и программных средств СМ 193х и СМ 1820 М. Аналогичный подход может быть использован при автоматизации контроля всех ресурсов предприятия (тепла, дизтоплива, газа и др.).

2. Рассмотрены технические аспекты проекта медицинской информационной системы с использованием компьютеров моделей СМ 193х на примере информатизации Медицинского центра им. Бакулева. Рассмотрен пример автоматизированного рабочего места для диагностики кардиологических и сосудистых заболеваний на базе ПК модели СМ 1932.

3. Примеры применения разработанных моделей СМ ЭВМ показывают, что разнообразные функциональные возможности и широкая номенклатура вычислительных средств позволяет использовать СМ ЭВМ практически в любой автоматизированной системе, сосредоточив все специфические особенности в функциональных алгоритмах и программах.

Заключение

В итоге проведенных исследований и разработок, направленных на совершенствование компьютеров СМ ЭВМ для автоматизированных систем управления получены следующие основные результаты:

1. Определены на основе преемственности технические принципы проектирования современных вычислительных средств СМ ЭВМ для автоматизированных систем управления.

2. Развиты принципы автоматизированного контроля параметров объектов различного класса, ориентированного на аппроксимирующие алгоритмы. Предложен оригинальный полиномиальный вычислительный алгоритм централизованного контроля параметров процессов удобный для сглаживания контролируемой функции в тех случаях, когда гладкая регулируемая функция имеет случайные отклонения. Предложенный алгоритм может найти применение для автоматизированного контроля в энергетике, медицине и других областях.

3. Разработан новый модельный ряд компьютеров серии СМ ЭВМ для построения интегрированных автоматизированных систем управления, в том числе самый миниатюрный отечественный персональный компьютер «СМ Мини» для специальных приложений, сочетающий в себе преимущества настольного ПК (производительность) и ноутбука (компактность, мобильность).

4. Разработаны методы контроля качества СМ ЭВМ, обеспечивающие сертификацию продукции на соответствие ISO 9000.

5. Предложена актуализированная к запросам современного рынка методика прогноза экономической конъюнктуры персональных компьютеров серии СМ ЭВМ, позволяющая оценивать спрос и планировать производство персональных компьютеров различных моделей. Разработан и реализован новый подход к формированию конфигурации СМ ЭВМ на этой основе.

6. Показаны результаты серийного освоения компьютеров серии СМ 193х и примеры их применения в автоматизированных системах управления (автоматизированная система контроля энергоресурсов предприятия, медицинская информационная система и др.). Даны соображения по выбору технических средств зарубежных фирм, целесообразных, с учетом преимуществ международного разделения труда в области вычислительной техники, к применению в автоматизированных системах совместно с СМ ЭВМ.

1. Управляющие вычислительные комплексы. / Прохоров H.JL, Егоров Г.А., Красовский В.Е. и др.: Под ред. Прохорова H.JI. М.: Финансы и статистика, 2003. - 352 с.

2. Зайцев А. Новый уровень интеграции систем управления производством. Современные технологии автоматизации, №1, 1997.

3. BASEstar Open. Introduction. Digital Equipment Corporation. Maynard, Massachusetts, March, 1997.

4. Корнеева А.И. Тенденции развития системной автоматизации технологических процессов. Приборы и системы управления. № 8, 1998.

5. М.А. Куперман. О некоторых тенденциях развития АСУТП. Промышленные контроллеры АСУ, № 3, 1999.

6. Прангишвили И.В., Амбарцумян А.А. Основы построения АСУ сложными технологическими процессами. М.: Энергоатомиздат, 1994.

7. Управляющие вычислительные машины в АСУ технологическими процессами. В 2-х т.: Под ред. Т. Харрисона; Пер. с англ. М.: Мир, т. 1, 1975. - 529 е., т. 2,1976. - 531 с.

8. Моросанов И.С., Гореликов Н.И. Котов Н.А. Вопросы проектирования современных управляющих вычислительных комплексов. Датчики и системы. № 3, 2003.

9. ERP-системы в России, http://www.erp/ru

10. Семейство программируемых промышленных контроллеров СМ1820М.ПК / В.В. Гревцев, Ю.П. Страшун, А.Н. Шкамарда и др. И Датчики и системы. № 1,2000.

11. СМ ЭВМ. Сетевые индустриальные контроллеры СИКОН. Микропроцессорные интеллектуальные контроллеры СМ9107. Рекламный проспект. -М.: ИНЭУМ, 2001. 21 с.

12. Управляющий вычислительный комплекс CM 1820М. Техническое описание. -М.: ИНЭУМ, 1998.

13. Шкамарда А.Н., Страшун Ю.П., Плахов JI.M. Программно-технические комплексы СМ1820М для создания систем автоматизации в промышленности. Датчики и системы, № 1, 2000.

14. СМ ЭВМ: комплексирование и применение. / Г.А. Егоров, В.В. Родионов, М.А. Островский и др.; Под ред. H.JI. Прохорова М.: Финансы и статистика, 1986. - 304 с.

15. Малые ЭВМ высокой производительности. Архитектура и программирование. / Зонис B.C., Егоров Г.А., Родионов В.В. и др.: Под ред. Прохорова H.JI. М.: Радио и связь, 1990. - 256 с.

16. Микро ЭВМ. Универсальные машины семейства СМ 1800. / Кабанов Н.Д., Шкамарда А.Н., Кравченко B.C. и др.: Под ред. Преснухина JI.H. -М.: Высш. шк. 1988. 158 с.

17. Дубовик Е.А., Котов H.A. Модульный принцип автоматизации производства. Промышленные АСУ и контроллеры, № 4, 1999.

18. Прохоров H.JL, Шкамарда А.Н., Нифонтов Ю.В. Новое семейство управляющих вычислительных комплексов СМ1820М. Датчики и системы. № 1,2000.

19. Гореликов Н.И., Котов H.A. К вопросу формирования рынка ПК в России. Датчики и системы. № 3, 2003.

20. Gfk Monitoring Group. Отчет по реализации персональных компьютеров в Москве. 2001 2003.

21. Агентство «Мобиле». Московская розница. Электроника. 2002 2003.

22. ITResearch. Мониторинг продаж ПК на российском рынке. 2002 2003.

23. Мониторинг продаж. Внутренние отчеты фирмы «Велес дата. Компьютерный центр» 2002 - 2003.24. Тесты www.ixbt.com.

24. Тесты www.tomshardware.com.26. Тесты www.fcenter.ru.

25. Шпунт Я., Сазонов С. Покупаем корпоративный ПК. Сетевой журнал, № 11,2002.

26. Ахиезер Н.И. Лекции по теории аппроксимации. Наука, 1965. 403 с.

27. Вулих Б.З. Введение в функциональный анализ. Наука, 1967. 411 с.

28. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1974.

29. Гутер P.C., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. Наука, 1970.

30. Котов H.A. Системы автоматизации на базе СМ ЭВМ. RM MAGAZINE, №5,2001.

31. Котов H.A. Компьютеры СМ ЭВМ для АСУ ТП. Промышленные АСУ и контроллеры, № 11, 2001.

32. Дубовик Е.А., Котов H.A. Специальные средства автоматизация производства. Промышленные АСУ и контроллеры, № 3, 2000.

33. Гусев С.А. История развития промышленных сетей. Приборы и системы. • Управление. Контроль. Диагностика., № 2, 2001.

34. Персональные компьютеры серии CM 193Х. Рекламный проспект. М.: ИНЭУМ - BEJIEC - DATA, 2002.

35. Котов H.A., Шульгин Д.П. СМ ЭВМ для создания единой информационной среды предприятия. Научно-практическая конференция «Современные информационные технологии в управлении и образовании», сборник трудов. М.: ФГУП НИИ «Восход», МИРЭА, 2002.

36. Котов H.A. Шульгин Д.П. Новый модельный ряд компьютеров серии СМ 193Х. Научная сессия МИФИ 2003., Сборник научных трудов, том 12 «Информатика и процессы управления. Компьютерные системы и технологии». - М.: МИФИ, 2003.

37. Котов H.A. Новый ряд компьютеров серии CM 193Х. Датчики и системы. № 3, 2003.

38. В. Митин. ПК в алюминиевом корпусе. PC Week / RE, № 37, 8 окт., 2002.

39. Королев A.C., Котов H.A., Олейников А .Я. Об автоматизации проектирования профилей открытых систем. Информационные технологии и вы* числительные системы. № 3,. 2003.

40. Кондратьев И. Наш самый маленький ПК. Компания «Велес дата» представила миниатюрный компьютер. Computer world. 15 апреля 2003.

41. Дубовик Е.А., Котов H.A. Ориентация в SCADA-системах. Промышленные АСУ и контроллеры, № 7,2000.

42. Дубовик Е.А., Котов H.A. Промышленные интерфейсы. Промышленные АСУ и контроллеры, № 5, 1999.

43. Дубовик Е.А., Котов H.A. Выбор SCADA-систем. RM MAGAZINE, № 6, 2000.

44. Котов H.A. Промышленные компьютеры. Автоматизация в промышленности, янв., 2003.

45. Дубовик Е.А., Егоров Г.А., Зимин В.А. Вопросы построения измерительно-информационных систем на базе СМ ЭВМ. Приборы и системы управления. № 12, 1997.

46. Котов H.A. Автоматизированные системы на базе СМ ЭВМ. Автоматизация в промышленности, май,. 2003.

47. Прохоров H.JL, Белоногов А.Д., Скрипников Д.А. Построение систем автоматизированного управления подготовкой газа на станциях подземного хранения газа. Экономика и производство, №1. 2000.

48. Дубовик Е.А., Котов H.A. Автоматизация учета основных компонентов производства. Промышленные АСУ и контроллеры, № 9, 2000.

49. В.А. Лищук, А.И. Данилевич, A.B. Гаврилов и др. Об инфраструктуре информационной поддержки клинической медицины. Медицинская техника №3,2003.

50. Бокерия Л.А., Викторов В.А., Лищук В.А. и др. // Всероссийская научная конференция «Медицинская информатика накануне XXI века» (Санкт-Петербург 27 29 мая 1997): Тезисы докладов. - СПб. 1999. -4.1 - с. 12-13.

51. Прохоров Н.Л., Гревцев В.В., Нифонтов Ю.В., Шкамарда А.Н. Управляющие вычислительные комплексы. Информационные технологии и вычислительные системы. № 1, 2001.

52. Плахов Л.М., Шкамарда А.Н., Нифонтов Ю.В. Системные применения программно-технических комплексов СМ1820М. Датчики и системы. №1, 2000.

53. Гореликов Н.И., Котов H.A.,, Лебедев Д.П. Система менеджмента качества образ жизни современной фирмы. Датчики и системы, № 3, 2004.

54. Все необходимое для инструментальных, бортовых и встроенных систем управления, контроля и сбора данных. Каталог ProSoft.

55. Горденко Е.К., Лукьяница A.A. Искусственные нейронные сети. Основные определения и модели. Техническая кибернетика, № 5, 1994.

56. Галушкин А.И. Теория нейронных сетей. Кн. 1. М.: ИПРЖР, 2000, 415 с.

57. Скурихин А. Генетические алгоритмы. Новости искусственного интеллекта, № 4, 1995.

58. Пройдаков Э., Теплицкий Л. Англо-русский толковый словарь по вычислительной технике, Интернету и программированию. М.: Русская редакция, 2002.

59. Гейн К., Сарсон Т. Системный структурный анализ: средства и методы. Пер. с англ.- М.: Эйтекс, 1992.

60. Калянов Г.Н. CASE: структурный системный анализ (автоматизация и применение). М. ЛОРИ, 1996.

61. Голенко Д.И. Статистические методы в управлении производством. М., "Статистика", 1973.

62. ГОСТ Р 51814.3-2001 Системы качества в автомобилестроении. Методы статистического управления процессами. ИПК издательство стандартов, Москва, 2001.

63. ГОСТ Р 50779.43-99 Статистические методы. Приемочные контрольные карты. ИПК издательство стандартов, Москва, 2000.

64. Маклаков C.B. BPwin и ERwin. CASE-средства разработки информационных систем. Москва, "ДИАЛОГ-МИФИ", 1999.

65. Дэвид А. Марка и Клемент JI. МакГоуэн. SADT. Методология структурного анализа и проектирования. Москва, МетаТехнология, 1993.

66. Система качества. Стандарт компании. СТК ОК 01-01-2002. «Велес-Дата компьютерный центр», М., 2002.

67. Список основных сокращений ^

68. AGP (Accelerated Graphics — ускоренный графический порт, интер-Port) фейс для подключения видеокарты

69. AMR (Audio/Modem Riser) — интерфейс поддерживающий как аудиосигналы, так и модем

70. ATA (AT Attachment) — интерфейс и протокол доступа к жесткимдискам, более известный под названием IDE

71. BIOS (Basic Input/Output — базовая система ввода-вывода System)

72. CPU (Central Processing — центральный процессор, ЦПУ Unit)

73. DDR RAM (Düble Data Rate Random Access Memory)

74. ОЗУ с удвоенной скоростью обращения

75. DIMM (Dual In-line Memory — модуль памяти с двухрядным располо1. Module) жением микросхем

76. DRAM (Dynamic RAM) — динамическое ОЗУ

77. ЕСС (Error-Correcting Code) — код с исправлением ошибки

78. HCL (Hardware Compatibility — список совместного оборудования List)см. 63.1. HDD (Hard Disk Drive)

79. A (Industry Standard Architecture)1. KB/Mouse

80. N (Local Area Network) LCD (Liquid Crystal Display) LPT Port (Line printer)

81. PCI (Peripheral Component Interconnection)1. PS/2

82. RAID (Redundant Array of Inexpensive)1. RJ45

83. SCSI (Small Computer System Interface)

84. SQL (Structured Query Language)