автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.14, диссертация на тему:Разработка математических моделей и программно-информационных средств оценки эффективности сложных систем судового радиоэлектронного оборудования

На правах рукописи УДК 621.37/.39:629.12:51.6

Клячко Лев Михайлович

2 В М1Р 1УЗБ

Разработка математических моделей и программно-информационных средств оценки эффективности сложных систем судового радиоэлектронного оборудования.

05.13.14. "Системы обработки информации и управления"

Автореферат диссертации на соиск; ученой степени кандидата технически

Москва 1996 год

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте "Курс"

Научный руководитель- к.т.н., доктор электротехники, действительный член Академии электротехнических наук, Академик Международной академии информационных процессов и технологий Ю.И. Бородин.

Официальные оппоненты:

- д.т.н. A.B. Князев,

- профессор, д.т.н. В.М.Тузов.

Ведущая организация - НИИ "Марс", г. Ульяновск

и ы (V ^

Защита состоится "_!" ^^ 1996 года в 1 v час. на заседании Диссертационного

совета Д 130.03.01 во Всероссийском НИИ "Альтаир" по адресу: г. Москва, ул.

Авиамоторная, д.57, зал заседаний НТС.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ "Альтаир". Автореферат разослан "i_r . 1996 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета, д.т.н.

A.B. Листратов

1. Общая характеристика работы.

Диссертация посвящена решению важных прикладных задач, связанных с созданием алгоритмических и программно-информационных средств и моделей оценки эффективности судовых радиоэлектронных систем.

Широкое использование современных, в том числе модернизируемых, судов неразрывно связано с совершенствованием комплектующего оборудования на принципиально новых (нетрадиционных) технических решениях.

Процесс совершенствования (создания) комплектующего оборудования, в том числе радиоэлектронных средств, требует разработки научных методов комплексной оценки степени соответствия его предъявляемым требованиям.

В условиях развития специализации судов и значительного усложнения систем судовой автоматики в практике проектирования судового радиоэлектронного . оборудования все большее распространение получают методы количественного обоснования технических решений.

Особую важность такие оценки приобретают на стадии проектирования судовых систем и комплексов, так как именно анализ расчетных данных позволяет выбрать тот вариант будущей системы, комплекса, который обеспечит наиболее эффективное выполнение заданных функций в процессе эксплуатации судна.

В ходе конверсии возникла потребность в' создании комплексных целевых программ по развитию определенных направлений техники, в том числе судового радиоэлектронного оборудования, в интересах обеспечения, с одной стороны, потребностей потребителей этой продукции, и , с другой стороны, максимального использования возможностей и научно- технического потенциала конверсируемых предприятий.

Необходимость эффективного решения указанных задач определяет актуальность данной работы.

Целью работы, соответственно, являлось создание математического аппарата, а также алгоритмических и программно-информационных средств позволяющих обеспечить решение этих задач.

Основными методами исследований, использованными в работе, являлись методы системного анализа, исследования операций и программно- целевого планирования.

Новизна работы определяется тем, что впервые создан замкнутый комплекс алгоритмических, информационных и программно- аппаратных средств, позволяющий производить количественные оценки эффективности судовых радиоэлектронных систем, включая обоснования направлений развития судового радиоэлектронного оборудования, на всех этапах жизненного цикла.

Основными научными результатами, выносимыми на защиту, являются:

• обоснование системы критериев и формирование структуры системы аналитических математических моделей для обоснования направлений развития судового радиоэлектронного оборудования,

• разработка алгоритмов имитационного моделирования судового радиоэлектронного оборудования,

• разработка моделей для оптимизации состава судового радиоэлектронного оборудования,

• разработка моделей для учета экономических показателей судового радиоэлектронного оборудования,

• разработка алгоритмов математических моделей для технико- экономического обоснования направлений развития судового радиоэлектронного оборудования на основе построения графов типа "и/или",

• разработка алгоритма решения одной задачи надежности на основе теории управляемых цепей Маркова,

• разработка структуры информационного и программно- аппаратного обеспечения для обоснования направлений развития судового радиоэлектронного оборудования.

Практическая ценность работы определяется широкими возможностями использования разработанного аппарата при:

• оценке эффективности состава радиоэлектронного оборудования судов различного назначения,

• выработке требований к отдельным образцам и комплексам радиоэлектронного оборудования и оценке эффективности их функционирования.

• формировании состава РЭО перспективных и строящихся судов,

• разработке предложений по модернизации судов и их оборудования,

• отработке алгоритмов управления судовых радиоэлектронных комплексов.

Результаты работ^Рггоиучияи Шёйрате:

• при разработке и реализации комплексной целевой программы развития судового радиоэлектронного оборудования "Приборостроение-95", в рамках которой осуществлялась силами более 20 НИИ и КБ судостроительной промышленности разработка более 100 образцов судового радиоэлектронного оборудования,

• при обосновании требований к указанным средствам и формировании технических заданий на их разработку,

• оценке достигнутых результатов в ходе отдельных этапов проектирования средств радиоэлектронного оборудования,

• при-формировании подпрограммы "Приборостроение"--Федеральной целевой программы "Российские верфи",

• при формировании предложений предприятий судостроительной промышленности в Федеральную программу "Национальная технологическая база",

• при формировании предложений предприятий судостроительной промышленности в проект Федеральной программы "Радиолокационная техника".

Апробация работы. Результаты работы докладывались на ряде семинаров и конференций, в т.ч. на семинаре "Применение средств вычислительной техники на морском флоте"(Одесса, 1990 г.), XVI межотраслевой научно-технической конференции( Киев, 1990 г.), XIX , XX, XXI, XXII конференциях по

управлению движением морских судов и специальных подводных

аппаратов(1992- 95 гг.), VIII Международной конференции по проблемам-исследования Мирового океана (С.-Петербург, 1994 г.), научно- технической конференции с международным участием "Электротехнические системы транспортных средс и их роботизированных производств"(Суздаль, 1995г.), Академических чтен: Международной Академии информационных процессов и технологий( Москва, 1995г.), Международной конференции "Военно-морской флот и судостроение в современных условиях" (Санкт-Петербург, 1996г.) и др.

Разработанный под руководством автора исследовательско- моделирующий рыбопромысловый комплекс демонстрировался на выставках "Вооружение, военная техника и конверсия" (Нижний Новгород) в 1993, 1994 гг., в разделе

Госкомоборонпрома России на Всемирном Салоне изобретений, научных исследований и промышленных инноваций "Брюссель-Эврика" в 1994 году.

По результатам работы осуществлены публикации в 22 печатных трудах.

2. Структура н объем диссертации.

Диссертация содержит 147 страниц, 26 рисунков. В список использованной литературы входит 103 наименования. Диссертация состоит из введения, заключения и пяти глав.

3. Основное содержание работы.

В первой главе дается общее описание проблемы, методики исследований и постановки задачи. В 1991 году была разработана программа "Возрождение Российского флота", предусматривающая создание широкого круга судов народнохозяйственного назначения: транспортных, промысловых, пассажирских, плавсооружений и пр.

Задача создания комплектующего оборудования в части судового приборостроения для судов гражданского назначения решалась в рамках программы "Приборостроение-У5". являвшейся составной частью Программы "Возрождение Российского флота".

При этом ставилась задача обеспечить оснащение всех типов судов отечественным радиоэлектронным оборудованием.

Целью программы являлось создание отечественных перспективных судовых приборов, устройств, систем и комплексов. не уступающих зарубежным образцам, для обеспечения: комплексной автоматизации процессов навигации, судовождения, управления техническими средствами судов: безопасности мореплавания: автоматизации поиска, лова и процесса обработки рыбы: повышения эксплуатационно-экономических показателей и конкурентоспособности судов: снижения (исключения полностью по отдельным направлениям) закупок по импорту судового оборудования.

Для эффективного решения описанных проблем и принятия научно-обоснованных решений на основе количественных оценок в данной работе был сформирован общий методический подход, заключающийся в следующем.

I. Исходя из необходимости оснащения перспективных судов, предусмотренных программой "Возрождение Российского флота" и модернизации существующих судов, а также исходя из возможностей предприятий разработчиков радиоэлектронного оборудования формируется множество предложений по разработке новых изделий РЭО.

II. Производится предварительный отбор вариантов из множества предложений, сформированных по п.1 по критериям соответствия современному техническому уровню и требованиям, предъявляемым к данному классу аппаратуры, в т.ч. требованиям международных конвенций (COJ1AC, ГМССБ и др.).

III. С учетом п.II, формируются альтернативные варианты составов радиоэлектронного оборудования для проектируемых и модернизируемых судов.

^.Формируются предложения по типизации и унификации по однородным группам аппаратуры.

V. На основании п.п. III, IV осуществляется технико- экономическая оценка целесообразности создания предлагаемых образцов и технико- экономическая оценка возможных вариантов программы в целом с учетом существующих финансовых ограничений.

VI.Выходным результатом являются предложения по номенклатуре и техническим характеристикам образцов для включения в программу, а также предложения по приоритетности выполняемых работ.

Для данного общего подхода разработан комплекс математических моделей и

программмно-информационных средств, включая :

• модели оценки технического уровня, аналитические и имитационные модели технико-экономической оценки эффективности судовых радиоэлектронных средств.

• модели оптимизации состава радиоэлектронного оборудования различных типов судов.

• модели технико-экономической оценки эффективности программ развития морской приборной техники в целом,

также создано необходимое информационное обеспечение в виде

взаимосвязанных банков данных.

В настоящее время существуют . методы исследования технико-

экономической эффективности различных судовых средств и комплексов. В

основном, эти методы носят аналитический характер. Задача данной работы состояла в разработке более адекватных происходящим при функционировании радиоэлектронного оборудования процессов имитационных методов исследований и. с учетом существующих аналитических методов исследований, построении замкнутого комплекса алгоритмических, информационных и программно- аппаратных средств, позволяющих производить количественные обоснования при решении описанных выше задач.

Во второй главе описываются аналитические и имитационные модели исследования технико-экономической эффективности судовых радиоэлектронных средств.

Комплекс средств радиоэлектронного, технологического и рыбопромыслового оборудования, устанавливаемого на судах, представляет собой сложную систему, состоящую из взаимосвязанных и взаимодействующих как внутри судовых, так и внешних элементов, объединенных в блоки и выполняющих определенные функции: конвенционного судовождения; специальные (рыбопромысловые, научно- исследовательские): связные (все виды связи); контроля (проверки) ввода (выдачи) отображения и регистрации информации и др.

Для реализации аналитических методов исследования технико-экономической эффективности судовых радиоэлектронных средств транспортных судов сформирована общая структура критериев, приведенная на рис.1. Приводятся основные аналитические зависимости для определения значений соответствующих критериев.

Аналитические модели технико-экономической оценки эффективное™ судовых радиоэлектронных средств рыбопромысловых и научно-исследовательских судов (НПС) при переходе морем из базы, проходе узкостей. расхождении с судами, а также возвращении в базу используют те же критерии, что и для транспортных судов. За основной критерий эффективности эксплуатации рыболовных судов принята прибыль, достигаемая за счет рыбодобычи. основной критерий эффективности для НИС - вероятность выполнения задачи обследования выбранного района.

Событие, заключающееся в успешном обследовании заданного района, выполнимо при осуществлении следующих событий: выход НИС в заданную точку начала проведения работ, установление благоприятных для проведения рабсм ледовых и гидромечеоусловий. безаварийное профилирование судном

Система критериев для оценки технико-экономической эффективности

Рис. Л.

заданного района с учетом буксирования сейсмокосы, безотказная работа средств РЭО.

При условии выхода НИС в заданную точку начала проведения работ, описание дальнейшей вероятностной модели проведения работ проведено с помощью уравнений Колмогорова.

На рис.2 изображен соответствующий граф состояний, для которого составлена система дифференциальных уравнений, решение которых позволяет получить текущие и предельные вероятности соответствующих событий.

В аналитических моделях технико-экономической оценки эффективности судовых радиоэлектронных средств для учета показателей надежности использовался коэффициент технической готовности соответствующих средств. Однако для научно- исследовательских судов задача оценки показателей надежности имеет самостоятельное значение. В связи с этим, был разработан подход позволяющий нижнюю оценку вероятности работоспособности комплекса.

Комплекс, выполняющий основную задачу научно- исследовательского судна, можно рассматривать как систему, состоящую из основного прибора (система обработки информации) и К однородных приборов обслуживания (чувствительные элементы сейсмокосы). Каждый прибор может находиться в одном из двух состояний: исправен, неисправен. Таким образом может быть 2(К+1) состояний. Комплекс должен быть использован N раз. Предполагается, что на каждом шаге, в зависимости от случайных причин, неисправности могут возникать либо только в основном приборе, либо только в обслуживающих. Естественно предположить, что вероятность выдачи неверной информации (выхода из строя основного прибора) тем меньше, чем больше на данный момент исправных обеспечивающих приборов. Нас интересует вероятность того, что в итоге основной прибор будет выдавать верную информацию. Если мы захотим получить нижнюю оценку этой вероятности, то придем к следующей задаче.

Пусть имеется некий управляемый марковский процесс. Возможные стратегии могут принимать два значения ае{0,1}.

При этом матрица вероятностей переходов при а=0 имеет треугольный

вид, а при а=1 - диагональный. Общее'количество состояний системы 2(к+1).

1 2 3 4 5 6 7 8

Благоприятные метеоусловия + + + + • - - -

Безаварийное профилирование + + ■ ■ + + - 2

Безотказная работа РЭО + - + - + - + -

Рис. 2.

Задача состоит в следующем

к+1

Ф = Ф(а1,а2.....aN) 7Cj(N) -» min

¡=1

7C(0 = 7C(M)-P(af)

где n(i) - вектор, j- ая компонента которого представляет собой вероятность нахождения системы в состоянии j на I -шаге. P((Xf) - матрица переходных состояний. Назовем обобщенной стратегией вектор А= | сц | , i e{1:Nj; где а; -стратегия, выбираемая в i-ом использовании. Введем следующее определение:

Вектор 71 больше вектора Тс' (1711 > l7l' I), если

к+1 к+1

Z^i >!>') j=i j=i

Этот факт условимся обозначать следующим образом А У А1. Доказано следующее предложение. Пусть обобщенная стратегия А1 определяется кортежем

a1,a2,...,an,1,0,ar+1,...,aN. Тогда обобщенная стратегия А определяемая кортежем al,a2,...,an,0,1,ar+1,...laN.

предпочтительнее А1 , т.е. А >- А1.

Таким образом мы пришли к следующей постановке задачи оптимизации:

найти

min |7T(N,X)I

X

где Я(Ы,Х)= 71(0) • Рх(0) • PN Х (1)

Для решения этой задачи может быть предложен следующий простой алгоритм. Делаются последовательные вычисления по формуле (I) при Х=0, 1 и т.д.

Остановка происходит когда

Л(х+1) < Л(х).

Аналитические модели позволяют получить достаточно полный набор оценок эффективности исследуемых комплексов РЭО. Однако, только в имитационных моделях имеется возможность непосредственного использования сложных функциональных и стохастических зависимостей, применять реальные или близкие к реальным алгоритмы управления.

Разработанные имитационные модели можно разбить на группы, отражающие весь комплекс решаемых судном задач:

• модель движения судна;

• динамическая модель орудий лова;

• модель стратегий поведения рыбных скоплений,

• модели измерительных средств ( электронных и вычислительных приборов).

В частности, разработанная модель транспортного судна состоит из трех блоков: модели исследуемых приборов, кинематическая модель судна, модель внешней среды.

Общая постановка задача была следующей. При прохождении узкостей и выполнения маневра расхождения с опасной целью используется информация от соответствующих "датчиков": НРЛС, эхолота, лага, САРП и др. Приняты следующие критерии эффективности. При прохождении узкостей- математическое ожидание максимального отклонения носа или кормы от траектории. При расхождении судов- математическое ожидание минимального расстояния до опасной цели.

Разработанная имитационная модель использует временные и точностные характеристики приборов, кинематические характеристики судна, электронную карту района плавания. Модель позволяет рассчитывать оценки критериев эффективности в произвольных ситуациях. Измерительные приборы представляются как устройства, на выход которых поступает точное значение измеряемой величины (Р|), а выходные величины равны точному значению плюс ошибка измерения

у|= Р1 + <а.

где - ошибка измерения.

Время получения очередного \-о?о измерения от ¡-ого прибора (Т]1)

определяется соотношением:

Т^ = Тц +Т0( + (¡"О • ОТ01, где Тц - время появления объекта в зоне чувствительности прибора:

Тем - время выработки первого измерения;

ЭТсн - время обновления информации.

Вводятся три системы координат: неподвижная, связанная и скоростная, в которых решается система дифференциальных уравнений, описывающих динамику криволинейного движения судна.

Модель внешней среды состоит из электронной карты района плавания. Для задания глубины моря в районе плавания этот район триангулируется на достаточно малые треугольники. Глубина задается в узлах триангуляции, а в неузловых точках глубина вычисляется с помощью линейной интерполяции.

Для расчета глубины в заданной точке использованы следующие соотношения. Пусть заданная точка имеет на плоскости координаты (Х,У). Тогда, если (', ) и к номера вершин триангуляционного треугольника, которому принадлежит точка (Х,У), то барицентрические координаты этой точки (Ь},Ц,Ьк): Ц = ((Х-Хк) • М-Ук) - (У-¥к) • (Х]-Хк)) / ((Х|-Хк) • М-Ук) - (У|-Ук) ■ (ХгХк)) Ц= ((Х-Хк) • (У1-Ук) - (У-Ук) ■ (ХгХк)) / ((Х;-Хк) • (У1-Ук) - (У^-Ук) ■ (Х|-Хк))

1-к = 1 - ц - ц

Если Н), Н| и Нк - глубины в вершинах ¡, ] и к, то глубину (Н) в точке (Х,У) можно найти по формуле:

н = Н| • и + ^ • Ц +Нк • 1_к

Проводимые с помощью вышеприведенных формул расчеты для каждой реализации обрабатываются на основе методов Монте-Карло.

В главе 3 описываются модели оценки технического уровня и оценки технико-экономической эффективности программ развития морской приборной техники.

В целом указанные модели базируются на формировании графа дерева целей и проведении на этих графах дальнейших операций в том числе с использованием процедур экспертных оценок.

Чтобы определить важность элементов более низких уровней для выполнения конечных целей, для каждой пары соседних строятся матрицы "цель-средства".

Элементы этих матриц представляют собой значение важности выполнения элемента i-ro уровня для выполнения элемента i+1-ro уровня .

Пусть для выполнения некоторой программы П необходимо разработать

ряд сложных технических комплексов Kl, К.2.....К] . Каждый комплекс должен

выполнять некий ряд функций, полный набор которых обозначим F|,F2.....Fm •

При этом одна и та же функция может, с одной стороны, возлагаться на различные комплексы, а с другой стороны, выполняться различными

средствами, полный набор которых обозначим S1, S2.....Sn-1, Sn. Изобразим эту

ситуацию в виде графа.

Связи между уровнями задаются матрицами типа "цель-средства" R и Т. Матрица R = | | R ¡j I I, i б {1:1}, je{1:m} показывает связь между уровнями типа "И":

i 1, если на комплекс К j возлагается выполнение R ij = •! функции Fj

I 0, в противном случае.

Матрица Т = I I Т ij I I , i s { 1:m } , j s { 1:n } показывает связь между

уровнями типа "ИЛИ":

i 1, если функция Fj может выполняться Т ij = средством Sj

I 0, в противном случае.

При построении программы П обычно возникают две задачи:

1) Найти все возможные наборы средств Si = { S']. S'2.....Siri(. необходимых

для выполнения программы П.

2) Выбрать среди этих наборов оптимальный.

Для решения первой задачи использован аппарат алгебры высказываний. При этом показано, что введение предлагаемых процедур с использованием ограничений на функциональные связи позволяет сократить объем перебора на трехуровневой структуре " I комплексов - m функций - п средств" с

I m п

N = п П 5 ¡j ( Е Tjk ) ¡=1 j=l k=1

Где

\ X .если = 1,

5Ц (х) = <

I 1,еслиВц=0.

до К, где

I т п

I П 8 ч ( I Т]к ) ¡=1 ¡=1 к=1

С учетом этого, сформирован следующий алгоритм решения задачи синтеза, т.е. выбора для данного типа судна оптимального, с точки зрения заданных критериев, состава средств РЭО:

• формирование множества допустимых вариантов состава РЭО судна, т.е. построение соответствующего графа "цель- средства";

• выбор главного критерия эффективности (исходя из системы критериев для каждого конкретного типа судна, описанных в главе 2);

• вычисление значений главного критерия эффективности для всех допустимых вариантов состава РЭО судна;

• выбор варианта состава РЭО. которому соответствует экстремальное значение критерия эффективности.

Используя изложенный общий подход, развиваются основанные на нем частные методы. В частности, рассмотрена модель позволяющая выполнить ранжирование некоторого однородного набора подсистем, входящих в некоторую сложную систему, в которой взаимодействие подсистем можно представить в виде ориентированного графа.

Для получения оценки степени влияния некоторой вершины нижнего уровня I на вершину некоторого уровня получено следующее локальное соотношение.

Пусть ) - вершина, для которой мы желаем найти оценку степени влияния вершины I.

Ц = {1 } - множество вершин, из которых идут ребра в вершину \У(р)- экспертная оценка степени влияния вершины \ на вершину^ М(0 - степень влияния некоторой технологии I на вершину ¡.

Тогда степень вершины I на вершину j может быть выражена соотношением

M(j) = max{ для всех i принадлежащих Ij: min( W(j,i), M(i))} Для опенки технического уровня, конкурентоспособности, сравнения альтернативных вариантов построения систем развиты методы с использование графов типа "И".

Формируется набор показателей (критериев). характеризующих рассматриваемые системы и их подсистемы. Эти показатели должны образовывать иерархическую структуру, являющуюся деревом в смысле теории графов.

Для задания весовых коэффициентов используется процедура, основанная на задании отношения предпочтения для всевозможных пар показателей данного вторичного показателя Uij.

Для каждого значения Uij проверяется соблюдение транзитивности отношения предпочтения. В результате формируется матрица [Uij], элементы которой суммируются построчно. '

Vi=Ui,+Ui2+...+Uin.

Величины Vi нормируются и затем они используются как весовые коэффициенты.

Для учета экономических показателей получены выражения, определяющие значение лимитной цены.

Пусть Программа приборостроения представляет собой множество изделий. Указанные изделия разрабатываются в интересах обеспечения Программы судостроения, которая характеризуется множеством судов, а также матрицей N = I N|t I, где 1% - количество судов / - ого типа (/ с L ) в t -м году ( t б Т, Т - плановый период).

Программа приборостроения и Программа судостроения связаны матрицей К = I Kj| I, где Kjl - количество изделий j - ого типа предполагаемого к установке на 1-м судне, / е J, / е L . Кроме того, каждое изделие характеризуется своей прогнозной ценой Uhj.

Прирост приведенных затрат ДКГЭ) в сфере эксплуатации за счет внедрения j - ого комплекса на одном судне 1-ого проекта равен:

AKr3j = ( Цн, - U6j) ■ Е„э , (2) где U6j - оптовая цена аналогичного базового РЭО;

ЕНэ - нормативный коэффициент приведения затрат в области эксплуатации..

С другой стороны прирост годового экономического эффекта в сфере эксплуатации для одного судна / - ого проекта в результате реализации мероприятия программы равен:

ДЭгэ]|= ДЦгЭ|- дКгэ, , (3) где ЛДГЭ| - прирост годового дохода у владельца судна, за счет внедрения / - ого комплекса.

Величины ДДГЭ| можно получить с помощью аналитических соотношений, описанных в главе 2.

Используя формулы (2) и (3), принимая ДЭгэ^ =0, можно найти лимитную цену потребителя (владельца судна) на разрабатываемое РЭО.

Цлэ)! = Дгэ1 / Е„э + Цб( • Критерием целесообразности применения разрабатываемой РЭО на судне является условие

Цлэ]1 ^ Ц„ь (4)

Соотношение (4) проверяется для каждого I е Ц , где Ц - множество потребителей (судов), на которые устанавливается у - ый комплекс и выделяется множество Ц е Ц 1 для которого удовлетворяется соотношение (4).

Отсюда определяется потребность в новом оборудовании у - ого типа.

^ = X КР • N11

1еЦ

в случае, когда множество Ц не пусто.

В противном случае необходимо либо пересмотреть предполагаемую цену I - ого изделия Цн], либо, если это не представляется возможным, у - ое изделие исключается из Программы приборостроения.

Аналогично определяется лимитная цена "производителя" Цлп]

Таким образом, если выбран плановый период Т и если определено время разработки ) - ого комплекса Тр] , то потребное количество комплексов у - ого типа до конца планового периода Т будет равно

Т

Ы; = X %

(=Тр

Для предприятия-производителя производство j - ого изделия будет целесообразным при условии

Цн| ^ ЦлП(

После проведения этого имеем некий сокращенный перечень работ Y |. На их проведение выделено средств в размере F.

При этом определен необходимый объем финансирования I fj I на каждую из работ.

Таким образом задача ставится следующим образом. Выделить перечень работ YeY-|, такой, что

Э(У) => max

Xfj<F

bY

Глава 4 описывает информационное и программно- аппаратное обеспечение процессов моделирования.

Информационную основу описанных моделей, составляет банк данных (взаимосвязанная система банков данных) (БнД). Предметная область БнД охватывает весь спектр выпускаемых и разрабатываемых отечественных и зарубежных средств радиоэлектронного оборудования (РЭО), проектируемых и эксплуатируемых на отечественных и зарубежных судах, а также предприятий и компаний- входящих в сферу производства - сбыта РЭО и судов.

БнД создавался в интересах информационного обеспечения всех описанных выше задач, включая: оценку технического уровня, оценку эффективности составов РЭО для различных типов судов, оценку технико- экономической эффективности вариантов программы, оценку конкурентоспособности, а также получения информационных справок для текущей деятельности.

В связи с этим ставилась задача системного проектирования БнД. Проектирование велось в общепринятой форме модели данных КОДАСИЛ с использованием групповых отношений видов 1:1, l:M, M:l, M:N . При этом ставилась задача обеспечения нормализации в первой нормальной форме, т.е. обеспечения атомарности всех входящих в формируемые отношения атрибутов. Общая структура БнД. полученная в результате проектирования, представлена на рис.3.

1 1 Р

!;ф\6ежнмс

cy/iocij» (НТРПЬНЫР

r|>UpMI.|

ППП и КБ

МрпПорострошсш.пмс 1.1ПОЛМ i

К fc

Программа

«гулог I рорНИЧ

имеют нннлог

I

&

М Судостроительный э;м<одм

Рцс. 3.

Совместная работа различных пользователей в разработанной системе математических моделей и информационного обеспечения реализована в рамках созданного единого исследовательско- моделирующего комплекса, технически представляющего собой локальную вычислительную сеть. Общая структура локальной сети созданного исследовательско- моделирующего комплекса представлена на рис.4.

286 Аиуа1 АРМ программы приборостроения

286 Адоа2 АРМ маркетинговых исследований

386 GlEng АРМ Гя. инженера

386 Crystal АРМ исследователя эффек-

Бетеег 386 СатЫо40

Базы данных. Лазерный принтер

486 Сапг)Ью50 Видео АРМ.

server 486 Land АРМ администр.

сети и разработки мат.моде-лей

386 гаЕпд АРМ Зам. гл. инженера

Рис.4

При этом, описанные в главе 2 имитационные модели позволяют отрабатывать конкретные алгоритмы управления как конкретными приборами, так и судном в целом. Для реализации этих функций создан соответствующий интерфейс, позволяющий производить соответствующие операции и отслеживать их результаты за пультом компьютера, выполняя, в том числе, функции тренажера. В главе 5 описываются результаты внедрения созданных алгоритмических и программно-технических средств для обоснования направлений развития судового радиоэлектронного оборудования.

Разработанные математические модели и программно-информационные средства, описанные в главах 2-4. получили внедрение: 1. При разраГчике и реализации комплексной целевой программы развития

судового радиоэлектронного оборудования "Приборостроение-95", в рамках которой осуществлялась силами более 20 НИИ и КБ судостроительной промышленности разработка более 100 образцов судового радиоэлектронного оборудования, а также при обосновании требований к указанным средствам и формировании технических заданий на их разработку и оценке достигнутых результатов в ходе отдельных этапов проектирования средств радиоэлектронного оборудования.

Итогом работ по программе "Приборостроение-95" явилась разработка ( в различной стадии завершенности более 100 приборов и систем и комплексов для всех типов судов.). По более чем 30 изделиям разработана рабочая конструкторская документация, созданы опытные образцы, ряд из которых успешно прошел испытания и запущен в серийное производство.

II. При формировании подпрограммы создания судового радиоэлектронного оборудования "Приборостроение" Федеральной целевой программы "Российские верфи".

III. При формировании предложений предприятий судостроительной промышленности в Федеральную программу "Национальная технологическая база".

IV. При формировании предложений предприятий судостроительной промышленности в проект Федеральной программы "Радиолокационная техника".

При этом, на конкретных примерах продемонстрировано использование всего комплекса разработанных информационно- алгоритмических средств.

Кроме того, разработанный методический аппарат использовался при оптимизации состава радиоэлектронного оборудования различных судов гражданского назначения на различных этапах проектирования: НИС пр. 10902. лесовоза- пакетовоза пр. 17340 и др.

Заключение.

В результате проведенных исследований достигнуты следующие результаты.

1. Проведено обоснование системы критериев и формирование структуры системы аналитических математических моделей для обоснования направлений развития судового радиоэлектронного оборудования.

2. Разработаны алгоритмы имитационного моделирования судового радиоэлектронного оборудования для транспортных и рыбопромысловых судов.

3. Разработаны математические модели для оптимизации состава судового радиоэлектронного оборудования.

4. Разработаны модели для учета экономических показателей судового радиоэлектронного оборудования.

5. Разработаны алгоритмы математических моделей для технико- экономического обоснования направлений развития судового радиоэлектронного оборудования.

6. Разработан алгоритм решения одной задачи надежности на основе теории управляемых цепей Маркова.

7. Разработана структура информационного и программно- аппаратного обеспечения для обоснования направлений развития судового радиоэлектронного оборудования, реализованная в виде информационно- моделирующего комплекса, позволяющего обеспечивать:

• возможность моделирования эксплуатационных процессов на судах гражданского назначения;

• проведение оценок технико-экономической эффективности состава РЭО гражданских судов:

• определение оценки технического уровня средств РЭО. • в том числе в сопоставлении с зарубежными аналогами;

• определение оценки технико-экономической эффективности вариантов программ развития приборостроения для гражданских судов:

• отработку алгоритмов и программ информационно-управляющих комплексов.

Основные результаты, изложенные в диссертации, опубликованы в следующих трудах:

1.Клячко Л.М., Пальский К.Е. "Некоторые вопросы выбора состава средств сложного технического комплекса", "Вопросы кораблестроения", серия ОТ. 1977г. , вып.28. с.59-70

З.Клячко Л.М. "Алгоритм выбора последовательных решений в одной задаче управляемых цепей Маркова". Труды Х-ой Научно-технической конференции ЦНИИ "Агат". 1977г., с.69-78.

3.Клячко JI.M. "Основные направления унификации изделий морского приборостроения на основе системного проектирования", "Судостроительная промышленность", сер. Стандартизация и метрология, вып.11, 1989г., л.20-24

4.Кирьянов В.В., Клячко Л.М., Муранков Е.В. "Принципы распределения ресурсов подотрасли морского приборостроения в условиях конверсии", "Судостроительная промышленность", сер. Общетехническая, вып.9, 1989г., л.21-29

5.Кирьянов В.В., Клячко Л.М., Сидоров М.В. "Методологический подход к формированию сравнительной оценки эффективности и стоимости научной продукции", "Судостроительная промышленность", сер. Общетехническая, вып.9, 1989г,, л.68-81

6.Кирьянов В.В., Клячко Л.М., Сидоров М.В. "Обобщающие показатели эффективности производства и применения систем РЭВ", "Судостроительная промышленность", сер. Обшетехническая, вып.9, 1989г., л.81-88

7.Авотынь P.A., Дудоладов И.В., Клячко Л.М., Фисун В.В. "Разработка научной информационной технологии. Исследование состояния и развития отечественных и зарубежных комплексов", Научный сборник ЦИВТИ № 34, Москва, 1990г., л. 100-102.

8.Кирьянов В.В., Клячко Л.М., Сидоров М.В. "Особенности ценообразования на системы РЭВ в условиях экономического стимулирования ускоренного поэтапного внедрения нововведения", "Судостроительная промышленность", сер. Общетехническая, вып. 12, 1990г., л.83-96

9.Кирьянов В.В., Клячко Л.М., Сидоров М.В. "Предложения по принципам построения экономического механизма переходного периода", "Судостроительная промышленность", сер. Общетехническая, вып. 12, 1990г., л. 107-117

Ю.Кирьянов В.В., Клячко Л.М., Сидоров М.В. "Принципы оплаты НИОКР по модернизации систем РЭВ в условиях хозяйственного механизма переходного периода", "Судостроительная промышленность" сер. Общетехническая, вып.12, 1990г., л.117-126

П.Дюжев Э.В., Клячко Л.М. "Рол! место систем автоматизации судовождения в интегрированной АСУ Т? судна", Тезисы докладов XVI межотраслевой научно-технической конференции, Киев, 1990г., л.158-159.

12.Кирьянов В.В., Клячко Л.М., Сидоров М.В. "О некоторых направлениях прямого и косвенного регулирования издержек производства и эксплуатации

систем РЭВ", "Судостроительная промышленность", сер. Общетехническая, вып. 13, 1991г., л.52-62

13.Дюжев Э.В., Клячко Л.М. "Формы сквозных протоколов в процессе проектирования морских судов", Тезисы докладов XXI Всесоюзной конференции по управлению движением морских судов и специальных подводных аппаратов", 1994г., л.28-32.

Н.Клячко Л.М. "Нижегородская выставка "Вооружение, военная техника и конверсия". Некоторые итоги и выводы", "Судостроение", № 7, 1994г., л.39-43

15.Клячко Л.М. "Кто купит подводный ресторан?". Информационный вестник Нижегородской ярмарки, Н.Новгород, вып.3, 1994г., л.3

16.Бородин Ю.И., Дюжев Э.В., Клячко Л.М. "Основные направления работ по программе "Приборостроение", "Судостроительная промышленность", сер. Общетехническая, вып.12, 1994г., л.6-18.

17.Клячко Л.М., Лиховид Е.И. "Некоторые организационно-экономические аспекты развития отраслевой микроэлектроники", "Судостроительная промышленность", сер. Общетехническая, вып.12, 1994г., л.22-30.

18.Дюжев Э.В., Клячко Л.М. "Современные направления создания интегрированных систем управления движением судов", Тезисы докладов XXII конференции по управлению движением морских судов и специальных подводных аппаратов", 1995г., л.48-50.

19.Клячко Л.М., Лиховид Е.И. "Состояние развития элементной базы для создания систем управления движением судов". Тезисы докладов XXII конференции по управлению движением морских судов и специальных подводных аппаратов", 1995г., л.51-53.

20.Бородин Ю.И., Дюжев Э.В., Клячко Л.М. "Перспективы создания электрорадионавигационных приборов для судов". Тезисы докладов научно-технической конференции с международным участием "Электротехнические системы транспортных средств и их роботизированных производств", 1995г.. л.5-7.

21.Бородин IO.II.. Клячко Л.М., Фисун В.В. Отраслевой моделирующий комплекс по отработке взаимодействия радиоэлектронного оборудования. Труды Международной конференции "Военно-морской флот и судостроение в современных условиях", Санкт-Петербург, 1996г., л. С-15-1- С-15-8.

22.Бородин Ю.И.. Дюжев Э.В.. Клячко Л.М. Перспектива создания изделий морского приборостроения для гражданского флота, разработанных

предприятиями Российской федерации. Труды Международной конференции "Военно-морской флот и судостроение в современных условиях", Санкт-Петербург, 1996г. , л. 0-5-1 -0-5-6.

Подписано к печати . .1996г. Объем 1.1 печ.л. Заказу. Тираж 50 экз. Бесплатно.

Ротапринт ЦНИИ "Курс". 105187.Москва. Кирпичная ул.. 34а.