автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Организация вычислительных процессов автоматизированной системы обработки данных для АТБ авиакомпании Интерфлюг

ВВДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ АВИАКОМПАНИИ ИНТЕРШГ.

1.1. Макроскопический анализ АТБ а/к Интерфлюг.

1.2. Анализ функционирования АТБ как объекта управления.

1.3. Содержательная модель управляющей системы АТБ.

2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ АСОД АТБ.

2.1. Предметная область АСОД АТБ.

2.2. Цели и структура функции АСОД АТБ.

2.3. Способы организации технологического процесса АСОД АТБ.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ АСОД АТБ.

3.1. Обоснование структуры данных.

3.2. Организация входных данных.

3.3. Организация файлов обработки данных

3.4. Организация выходных данных и данных, служащих для управления выводом.

4. АЛГОРИТМЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ АСОД АТБ.

4.1. Организация сбора данных

4.2. Исследование методов предварительной обработки данных.

4.3. Алгоритмы обработки данных о поступлении и убытии самолетов и OA и коррекции данных

4.4. Алгоритмы обработки данных об изменении состояния самолетов и OA

4.5. Обработка запросов пользователей

4.6. Алгоритмы завершающей обработки и вывода данных.

4.7. Алгоритмы защиты данных в АСОД.

4.8. Вспомогательные процедуры АСОД.

5. АСОД АТБ АД ИНТЕРШГ.

5.1. Программная реализация функции АСОД АТБ.

5.2. Реализация технологического цроцесса.

5.3. Перспективное развитие АСОД АТБ.

В гражданской авиации, в том числе в области технической эксплуатации авиационной техники, в настоящее время достигнут такой уровень развития, на котором для решения задач контроля и управления производством требуется обрабатывать информацию, количество, разнообразие и темп поступления которой непрерывно возрастает. Поэтов применение средств вычислительной техники превращается в объективную необходимость. Аналогичная ситуация имеет место во многих областях народного хозяйства ГДР. В "Основных целях развития народного хозяйства ГДР на 1981 - 85 годы", принятых на Х-ом съезде СЕПТ, отмечено, что ". выдающиеся научно-технические результаты должны быть получены во всех сферах народного хозяйства. В центре внимания при этом находятся ускоренное развитие и применение микроэлектроники и электронной вычислительной техники для более эффективной организации производства и административных работ."Представляется целесообразным дать 1фаткую характеристик авиакомпании (а/к) ГДР "Интерфлюг". Она представляет собой комбинат, состоящий из пяти предприятий: предприятия транспортной авиации, предприятия авиации в сельском хозяйстве, предприятия по фотоаэросъемкам и специальной авиации, предприятия аэропортов и предприятия управления воздушным движением. Авиакомпанию возглавляет генеральный директор, который одновременно является заместителем министра транспорта ГДР. Предприятие транспортной авиации приблизительно соответствует объединенному авиаотряду (ОАО) в СССР, в нем эксплуатируются исключительно советские самолеты.

А/к Интерфлюг выполняет только международные рейсы. В состав цредцриятия транспортной авиации входит одна авиатехническая база, расположенная в аэропорту Шенефельд (Берлин). Авиаремонтных заводов (АРЗ) в ГДР нет.

В а/к Интерфлюг достигнуты определенные положительные результаты применения вычислительной техники, темп развития не соответствует возросшим требованиям. Причинами являются:- недооценка сложности и трудоемкости задач;- недостаточное количество квалифицированных кадров;- недостаточно широкое применение научных методов и индустриальных методов проектирования АСУ;- трудности приобретения современных технических средств.

Обзор литературы показывает, что в подобной ситуации находится большинство малых и средних авиакомпаний. Зарубежные фирмы,например, HOST (Англия), somjsm (Франция), разработали проектные решения применения средств вычислительной техники в АТБ с целью продажи их авиакомпаниям. Из авиакомпании социалистических стран только авиакомпания МАЛЕВ (ВНР) приобрела у фирмы SO/VOWJOH проектное решение SAGJL. которое в настоящее время внедряется. Для а/к Интерфлюг основным направлением использования средств вычислительной техники для автоматизации организационного управления является проектирование оригинальных автоматизированных систем обработки данных (АСОД), ориентированных на постоянное совершенствование и развитие. Особое место при преодолении имеющихся трудностей занимает сотрудничество с авиакомпаниями стран СЭВ, формами которого в настоящее время является двухстороннее научно-техническое сотрудничество и сотрудничество по теме "АСУ технической эксплуатацииавиационной техники" (АСУ ТЭАТ) в рамках Берлинского соглашения.

Црименение микро-ЭВМ как в автономном режиме, так и в качестве интеллектуальных терминалов открывает новые перспективы научно-технического прогресса в области создания АССЩ.

Одной из основных предпосылок практического использования этих систем является разработка научно-теоретических основ организации вычислительных цроцессов в автоматизированных системах обработки данных АТБ на основе системного подхода.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка методов организации вычислительных процессов в автоматизированных системах обработки данных АТБ на основе системного подхода и их практическая реализация в условиях АТБ а/к Интер-флюг.

В первой главе проведен системный анализ АТБ а/к Интерфлюг На стадии макроскопического анализа определены цели деятельности и разработана макроскопическая модель АТБ. Используя гипотезу об объектно-характеристической структуре предметной области вццеляется множество атрибутов, которое является основой при определении состава данных АССЩ АТБ. При анализе АТБ как системы управления определяются основные цроизводственные функции АТБ и функции управления деятельностью АТБ.

Во второй главе рассматриваются методологические воцросы, относящиеся к концептуальному и логическому уровню разработки содержания и структуры АССЩ АТБ. На основе выделения в первой главе множества атрибутов построена описательная модель данных, определены источники и пользователи информации, а также цели и функции АСОД и рассматриваются способы организации технологического процесса обработки данных*Третья глава посвящена разработке структуры данных АСОД АТБ. База данных строится из систем файлов для хранения данных о состоянии самолетов в настоящее время, в непосредственном прошлом и в прошлом, оригинального файла для хранения постоянной информации и файлов для управления выводом данных. Кроме того учитывается задача хранения входных и выходных данных.

В четвертой главе разработан функционально полный набор алгоритмов, обеспечивающих эффективную организацию вычислительных процессов в соответствии с требованиями пользователей. В целях обеспечения гибкости работы АСОД большое внимание уделено управлению выводом данных.

Пятая глава посвящена практической реализации АСОД АТБ. Изложены особенности программной реализации разработанных алгоритмов и дается 1фаткое описание технологического процесса обработки данных. Отмечаются перспективы развития и совершенствования АСОД АТБ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены следующие основные результаты:

1. Проведен системный анализ авиатехнической базы авиакомпании Интерфлюг, результатами которого являются:

- макроскопическая модель АТБ, описывающая ее функционирование во взаимосвязи с системами окружающего мира и позволяющая исследовать закономерности производственного процесса АТБ, сфорцул!фовать задачи ма1фоскопического анализа функционирования АТБ;

- обобщенная модель данных в виде множества атрибутов, которая является основой при определении состава и структуры данных АСОД;

- выделение иерархии управляемых процессов, которая используется при структуризации задач АСОД;

- формальное определение производственных функций АТБ, которое применяется также для обоснования функции АСОД;

- теоретико-множественная модель АТБ.

2. Рассмотрены методологические вопросы, относящиеся к концептуальному и логическому уровню разработки содержания и структуры АСОД АТБ:

- на основе вццеленного множества атрибутов проведена конкретизация состава базы данных АСОД, результатом которой является описательная модель данных на логическом уровне; определены источники и пользователи информации АСОД как элементы организационной и функциональной структур;

- сформулирована глобальная цель АСОД и исследованы требования пользователей;

- определены основные составляющие функций АССЩ и последовательность их разработки, обоснованы состав и структура функций;

- приведена классификация способов организации технологического процесса АСОД АТБ.

3. Разработана структура базы данных АСОД АТБ. База данных строится из:

- системы файлов для хранения данных о состоянии самолетов и основных агрегатов (QA) в настоящее время и в непосредственном прошлом;

- системы файлов для хранения данных о состоянии самолетов и OA в прошлом;

- оригинального файла для хранения таблиц, постоянной информации;

- файлов для управления выводом данных;

- файлов для хранения входных и выходных данных;

- системы файлов для хранения данных о работе АСОД.

4. Разработан функционально полный набор алгоритмов, обеспечивающих эффективную организацию и гибкость вычислительных процессов. При помощи этих алгоритмов решаются вопросы коррекции данных, ступенчатого стирания данных, ведения файлов, управления завершающей обработкой в зависимости от запросов и постоянных заказов пользователей, ведения постоянной информации, организации работы операторов и др.

Взаимодействие алгоритмов обеспечивает необходимую гибкость технологического процесса обработки данных и оперативность работы АСОД.

5. Разработанная АСОД внедпена в АТБ а/к Интерфлюг на ЭВМ ECI0I0. Использование результатов диссертационной работы позволило получить годовой экономический эффект в II0000 марок (около

35000 рублей) и сокращение численности работников на три человека, а также в 190000 марок (около 60000) рублей) от предоставления полного набора эксплуатационных данных при продлении срока службы самолетов ИП-18, ИЛ-62 и авиадвигателей Д-30, НК-8-4, АИ-20.

В настоящее время результаты работы используются цри переводе разработанной АСОД на ЭВМ ЕС1055, а также цри разработке подсистемы "Анализ надежности авиационной техники" на микро-ЭВМ.

1. Автоматизация проектирования систем управления. Сборник статей/ Под ред. В.А. Трапезникова. - Вып. 4. - М.: Финансы и статистика, 1982. - 206 с.

2. Акофф Р. Планирование в больших экономических системах. М.: Советское радио, 1972. - 224 с.

3. Блях И.С., Багма Л.Т. Немецко-русский экономический словарь. -М.: Русский язык, 1977. 664 с.

4. Волков А.А. К постановке проблемы внедрения АСУ. Межвузовский сборник научных трудов. Автоматизированные системы управления в гражданской авиации, вып. 2, МГА, Киев, 1975. 3 - II с.

5. Волков А.А. Методологические вопросы создания АСУ. Межвузовский сборник научных трудов.Автоматизированные системы управления в гражданской авиации, вып. I, МГА, Киев, 1975.

6. Волков А.А. Основы построения АСУ в гражданской авиации, Киев: КИИГА, 1978.

7. Волков А.А. Проблемы создания отраслевой АСУ в гражданской авиации, Киев: Общество знаний УССР, 1979. 24 с.

8. Волков А.А. Структура функциональных задач организационных систем управления. Межвузовский сборник научных трудов. Организационные системы управления в гражданской авиации, вып. I, Киев, 1977. 8 - 14 с.

9. Воронов А.А., Кондратьев Г.А., Чистяков Ю.В. Теоретические основы построения автоматизированных систем управления. М.: Наука, 1977.

10. Ю.Глушков В.М., Введение в АСУ. Киев, Техника, 1972. - 312 с.

11. П.Глушков В.М., Иванов В.В., Яненко В.М. Моделирование развивающихся систем. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - 351 с.

12. Громыко О.Ф. Структура информации машиностроительного предприятия. М.: Финансы и статистика, 1982. - 151 с.

13. ГУцман С., Хидетниеми. Введение в разработку и анализ алгоритмов. М.: Мир, 1981. - 368 с.

14. Денисов А.А., Колесников Д.Н. Теория больших систем управления. Ленинград: Энергоиздат, 1982. - 288 с.

15. Довгялло A.M. Диалог пользователя и ЭВМ. Основы проектирования и реализации. Киев: Наукова думка, 1981. - 232 с.

16. Дружинин В.В., Конторов B.C. Проблемы системологии. Проблемы теории сложных систем. М.: Советское радио, 1976. - 296 с.

17. Дудорин В.И., Лыкова Л.Н., Сиротин А.В. Моделирование структур АСУ на ЭВМ. М.: Финансы и статистика, 1982. - 168 с.

18. Зелковиц М., Шоу А., Гэннон Дж. Принципы разработки программного обеспечения. М.: Мир, 1982. - 368 с.

19. Зайченко Ю.П. Исследование операций. Киев: Вища школа, 1979. - 392 с.

20. Зингер И.С. Моделирование информационных процессов в системах управления предприятием. М.: Статистика, 1974. - 128 с.

21. Исследование операции. В 2-х томах. Т. I: Методологические основы и математические методы/ Под ред. Дж. Моудера, С. Эл-маграби. М.: Мир, 1981. - 712 с.

22. Исследование операции, в 2-х томах. Т. 2: Модели и применения/ Под ред. Дж. Моудера, С. Элмаграби.- М.: Мир, 1981. -677 с.

23. Каган Б.М., Мкртумян И.Б. Основы эксплуатации ЭВМ.- М.: Энер-гоатомиздат, 1983. 376 с.

24. Кастеллани К. Автоматизация решения задач управления. М.: Мир, 1982. - 472 с.

25. Квасницкий В.Н. и др. Вычислительные центры коллективного пользования. М.: Финансы и статистика, 1982. - 264 с.

26. Кесс Ю.Ю., Ревако В.М. Типовые модули АСУП. М.: Энергия,1977. 288 с.

27. Клюзнер Э.Б., Михайлова Н.И., Крайтерман Б.З. Диалоговая информационная система телеобработки КАМА ДИАЛОГ. - М.: Финансы и статистика, 1984. - 136 с.

28. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т.3:Сортировка и поиск. М.: Мир, 1978. - 844 с.

29. Криницкий Н.А. Алгоритмы вокруг нас. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - 224 с.

30. Криницкий Н.А., Миронов Г.А., Фролов Г.Д. Автоматизированные информационные системы. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1982. - 384 с.

31. Критерии и методы оценки программ технического обслуживания и ремонта самолетов. СЭВ, Постоянная комиссия по гражданской авиации. М.: 1977. - 23 с.

32. Кузин Л.Т. Основы кибернетики. В 2-х томах. Т. 2: Основы кибернетических моделей. М.: Энергия, 1979. - 584 с.

33. Ложе И. Информационные системы. Методы и средства. М.: Мир, 1976. - 632 с.

34. Макеев В.Я., Махарев Э.И., Петерсон Э.Я. Эттингер Б.Я. Информационные системы и вычислительные комплексы. М.: Машиностроение, 1984. - 192 с.

35. Махнарылов В.П. Данюк В.М., Смолянинов В.И. Управление социалистическим промышленным предприятием. Киев: Техника, 1983. - 223 с.

36. Месарович М., Такахара И. Общая теория систем. М.: Мир,1978. 312 с.

37. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973. - 344 с.

38. Михалович B.C., Волкович B.JI. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1982. - 287 с.

39. Модин А.А. Яковенко Е.Г., Погребной Е.П. Справочник разработчика АСУ. М.: Экономика, 1978. - 583 с.

40. Морев В.Н. Организационно-технологические АСУ. Машиностроение, Ленинградское отделение, 1984. - 144 с.

41. Моросов В.П. Особенности проектирования систем обработки экономической информации на ЕС ЭВМ.- М.: Финансы и статистика, 1982. 150 с.

42. Моррисей Дж. Целевое управление организацией. М.: Советское радио, 1979. - 144 с.

43. Немецко-русский математический словарь/ Под ред. Кулажнина Л.А. М.: Русский язык, 1980. - 560 с.

44. Научные основы управления социалистическим производством/ Под ред. Крука Д.И. М.: Экономика, 1978. - 280 с.

45. Олле Т.В. Предложения КОДАСИЛ по управлению базами данных. -М.: Финансы и статистика, 1981. 286 с.

46. Оптнер С.Л. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. М.: Советское радио, 1969. - 216 с.

47. Ортнер Г. Применение ЭВМ на предприятии. М.: Прогресс, 1975. - 311 с.

48. Основы моделирования сложных систем/ Под ред. Кузьмина И.В. -Киев: Вища школа, 1981. 360 с.

49. Основы построения автоматизированных систем управления/ Под ред. Костюка В.И. М.: Советское радио, 1977. - 304 с.

50. Основы построения АСУ ГА. Техническое обеспечение АСУ./ Под ред. Волкова А.А. Киев: КИИГА, 1979.

51. Рубан В.Я., Кирилюк Н.И., Дедиков Э.А. Системное проектирование АСУ. Киев: Техника, 1983. - 136 с.

52. Самборский В.И., Луцак И.И. Экономический анализ. Киев: Техника, 1981. - 176 с.

53. Советов БГЯ. Теория информации. Теоретические основы передачи информации в АСУ. Л.: Издательство Ленинградского университета, 1977. - 184 с.

54. Степанюк А.Л. Учет и экономический анализ в производственных объединениях. Киев: Техника, 1983.

55. Федулов А.А., Федулов Ю.Г., Цыгицко В.Н. Введение в теорию статистически ненадежных решений. М.: Статистика, 1979. -279 с.

56. Флорес И. Структуры и управление данными. М.: Финансы и статистика, 1982. - 319 с.

57. Хаббард Дж. Автоматизированное проектирование баз данных. -М.: Мир, 1984. 296 с.

58. Цегелик Г.Г. Методы автоматической обработки информации. -Львов, издательство при Львовском государственном университете объединения Вища школа, 1981. 132 с.

59. Шишмарев А.И., Заморин А.П. Англо-русско-немецко-французский толковый словарь по вычислительной технике. М.: Русский язык, 1978. - 416 с.

60. Эпштейн В.Л., Сеничкин В.И. Языковые средства архитектора АСУ. М.: Энергоиздат, 1982. - 200 с.

61. Эшли Р., Фернандес Д. Язык управления заданиями. М.: Мир, 1981. - 173 с.

62. Язык описания данных КОДАСИЛ. М.: Статистика, 1981. - 183 с.

63. Assemblersprache der EDVii EC10l0,in Programmierung von ЕСЮЮ, Budapest : Videoton 1976, S. 159 274

64. Beeck S., Datenfernverarbeitung bei 1STERFLUG, Teclinisch -okonomische Information der sivilen Luftfahrt ( TiZL ) 1/1984. S. 13 15

65. Boere N.J., Air Canada saves with aircraft maintenance scheduling. " INTERFACES " 1977, 7, № 3, S. 1 12.

66. Brugmann H., Rechnergestutzte Systemlosungen bei INTER-*-PLUG, TiZL 6/1983, S. 172 176

67. Effektivitat im Betrieb, Autorenkollektiv, Berlin : Die Wirtschaft 1981

68. FMSM DC - Dateibehandlungssystem, Budapest : Videoton 1975, 26 S.

69. FM.ST Magnetbanddateibehandlungssystem, Budapest : Video-ton 1975, 42 S.

70. GeiBler G., Reinecke G., Schaffranka K., Grundlehrgang Rechnungsfulirung und Statistik, Berlin : Die Wirtschaft 1981, 238 S.

71. Glockner В., .anwendung der Kikrorechentechnik in der Flug-vorbereitung und Flugdurchfuhrung, TiZL 6/1983 S. 193 195

72. GroBmann Т., Schuler ГЛ., Ersatz von Attesten durch Т.Ш Druclc-listen, TiZL 3/1978, S. 138 - 143.

73. Handbuch fur den technischen Dienst, Berlin : ITERFLUG, Technische Dokumentotionsstelle 1980.

74. Ilchmann Sandmann E., Thomasch E., Leiten, Planen, Ent-scheiden, Berlin : Die Wirtschaft 1978, 408 S.77* Jahn R., Tendenaen des Binsatzes von elektronischer Da-tenverarbeitungs- und Rechentechnik, TiZL 6/1983, S. 163 -171

75. Kursawe H., RES I Das autoinatisierte Buchungs - und Ver-kaufssystem der IJTBRPLUG, Berlin : ItfKSRELUG, Technische Dokumentationsstelle 1982, 80 S.

76. Lauenroth H.-G., BoliuiK. Kybernetik in der industriellen Organisation. Berlin : VerlaK Technik. 1979, 235 S.

77. Leitfaden aur Organisationspro.jektierung, Autorenkollektiv. Berlin : Die Wirtschaft, 1981.

78. FGIvI Process control monitor, Budapest : Videoton 1975, 157 S.

79. Projektierung von System - Zugium-en. A us wa 111 und Be-urteilung der peripheren Datentechnik. Berlin : Die Wirtschaft, Schriftenreihe Infortnatiousverarbeitung, 1982

80. Prokoph H., Rationelle Abfertigungs und ProzeBsteuerungs-methoden anf dem Flughafen Berlin - Schonefeld unter itfut-aung der SD7, TiZL, 6/1983. 3. Ю7 - 18984.. Riech P., Guthmaan G. Das autoinatisierte Buchungs und

81. Verkaufssystem RB8I der IJT'SRPLUG, TiZL 6/1983, S. 176 178

82. Schiiler M. Anv.<endung der ED7 in der Plugzeuginstandhaltunr, , TiZL 6/1983. S. 197 200

83. Schiller LI., Anweadung der 3DV in der Technischen ilachweis-luhrung, Betriebsdatenverfoleung fiauptaggregate ( Teil 1 ), TiZL 1/1983- 3. 28 31

84. Schiiler И. AQwendung der EDV in der Technischen Tachv;3is-fiihrung, BetriebsdatenverfolA'ung Hauptan:grefirate ( Teil 2 ) TiZL 2/1983, S. 4-7 49

85. Schneider H., Kohli S. Systematische P'ro.isktierunR der Datenverarbeitung, Berlin : Die V/irtschaf t, 1980, 141 S.

86. Y/ild M. Autoinatisierte Berechnung der Lastverteilung im Flugzeug und Oberwachuag der Plugseugbeladung, TiZL 6/1983, 3. 183 187

87. Wortsrbuch der Eybernetik, Berlin : Diets Verlafc 1976, 1044 S.

88. Y/orterbuch der Gkonomie des Sozialismus, Berlin : Dietи Verlas 1973, 1082 S.1. Состав множества Q.11. Название Условноеп.п.обозначение

89. Вид объекта (планер, двигатель ШТ и т.д.)

90. Тип самолета (или основного ТУР агрегата)3. Номер чертежа ZEM4. Материальный номер МАШ5. Заводской номер wm6. Инвентарный номер JNVNR7. Опознавательный знак FKZ8. Признаки группировки FGR1. Состав множествап.п.1. Название

91. Условное Единица обозначение измерения1.

92. Номер рейса, чартера, проверочного полета1. Высота полета1. Приборная скорость1. Число маха

93. Температура наружного воздуха

94. Замечания об особых условиях эксплуатации2.