автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка метода прогнозирования надежности накопителей информации в системах управления предприятиями

На правах рукописи

УДК 004.33.083: 004.05: 004.021

005061854

Насыров Ильдар Искандарович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ НАКОПИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯМИ

05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (в науке и технике)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 3 !':он 2013

Ижевск-2013

005061854

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Ломаев Гелий Васильевич

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Нистюк Анатолий Иванович доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова», заведующий кафедрой «Сети связи и телекомму. никационные системы»

Емалетдинова Лилия Юнеровна доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ»,

профессор кафедры «Прикладная математика и информатика им. Ю.В. Кожевникова»

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет»

Защита диссертации состоится 4 июля 2013 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.06 при ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» по адресу: 426069 г.Ижевск, ул. 30 лет Победы, 2, корп. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова», с авторефератом — на сайте ВАК: http://vak.ed.gov.ru.

Отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 426069 г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, ученому секретарю совета Сяктереву В.Н., тел./факс: (3412) 59-05-49, E-mail: dissovet@istu.ru

Автореферат разослан «30» OS~_2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.065.06 кандидат технических наук, доцент

В.Н. Сяктерев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования обусловлена наличием во всех системах управления крупными предприятиями большого количества автоматизированных рабочих мест (АРМ) с применением компьютерной техники. Чаще всего компьютеры подключены к общему домену соединением типа «звезда», т.е. иерархия между ними отсутствует. В процессе работы ежедневно выходят из строя элементы АРМ, что приводит к частичной или полной v-rnaTe их работоспособности, результатом чего являются простои.

Как показал анализ всех возникающих в АРМ неисправностей, большинство из них легко устранимы за счет замены отказавших элементов аналогичными рабочими. Единственными элементами, замена которых невозможна без существенных затрат времени на восстановление работоспособности, являются накопители информации, из-за необходимости восстановления данных.

Для сокращения этих затрат существует довольно много вариантов: от постоянного дублирования данных с каждого АРМ на сервер резервного копирования, до возможности восстановления в условиях лаборатории путем вскрытия накопителей и посекторного чтения с поверхности магнитных дисков при помощи специализированного оборудования. На данный момент не до конца решенной остается только проблема длительного простоя при восстановлении данных. Она связана не только непосредственно с восстановлением информации, но и с внезапностью выхода накопителей из строя, что сводит к минимуму эффект от наличия нужного количества резервного оборудования на складе.

Исходя из этого, актуальной является тема исследования по разработке метода прогнозирования надежности наиболее критичных элементов систем управления — накопителей информации, ориентированного на возможность своевременной замены компонент, у которых прогнозируемые значения параметров превышают критический уровень, на новые, в т.ч. самого современного типа. Применение такого метода для крупных предприятий позволит повысить эффективность функционирования систем управления, что будет иметь значение для развития как самих предприятий, так и страны в целом.

Степень разработанности темы исследования.

Теоретической и методологической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых преимущественно в областях, касающихся создания и развития методов диагностирования, оценки и прогнозирования надежности технических элементов интеллектуальных систем управления: Макушкина В.А., Зубова В.В., Чикурова Н.Г. - о проблемах диагностики современного оборудования, Аидрейчикова A.B., Липаева В.В. - о классификации методов диагностирования, Колесова Ю.Б, Jacobsen H.A., Funabashi M. - об интеллектуальных системах, Ярушкиной Н.Г. - об экономической эффективности систем диагностирования, Жернакова C.B., Зайцевского И.В., Васильева В.И. - о российских исследованиях в области систем диагностирования, Богданова Д.В., Рутковской Д.П., Моисеева В.Б. - о комплексных алгоритмах диагностики, Березовского C.B., Alty J.L., Попова Э.В. - об особенностях создания систем диагностирования, Абрамова И.В., Турыгина Ю.В., Якимовича Б.А.

- о надежности и современных методах организации технического обслуживания, а также ремонта технических систем и др.

Целью исследования является повышение эффективности функционирования систем управления крупными предприятиями за счет разработки метода прогнозирования и оценки надежности наиболее критичных компонент - накопителей информации.

Эта цель соответствует п. 11 "Методы и алгоритмы прогнозирования и оценки эффективности, качества и надежности сложных систем" паспорта научной специальности.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1) разработать алгоритм прогнозирования и оценки надежности накопителей информации в системах управления;

2) определить критерий оценки надежности накопителей информации по данным их эксплуатации в системах управления;

3) составить методику формирования базы знаний экспертной системы для оценки надежности накопителей информации в системах управления с возможностью планирования очередности их замены;

4) построить функциональную модель прогнозирования надежности накопителей информации как компонентов систем управления.

Объектом исследования выбраны накопители информации в организационно-технологических и распределенных системах управления предприятиями.

Предметом исследования является надежность накопителей информации в системах управления.

Гипотезой исследования является возможность повышения эффективности функционирования систем управления за счет использования нового метода прогнозирования и оценки надежности накопителей информации.

В процессе разработки нового метода прогнозирования надежности накопителей информации получены следующие результаты, обладающие научной новизной:

1) разработан алгоритм прогнозирования и оценки надежности накопителей информации в системах управления, в отличие от имеющихся аналогов сочетающий экспертную систему и блок прогнозирования, позволяющий при замене накопителей сократить затраты времени на простои при восстановлении данных и обеспечить сохранность производственной и управленческой информации;

2) определен критерий оценки надежности накопителей информации в системах управления, полученный на основе систематизации распределения значений параметров от времени эксплуатации, дающий возможность определить количественные выражения порогов для классификации величины параметров по уровням опасности;

3) составлена методика формирования базы знаний экспертной системы, включающая правила определения нелинейности (ступенчатости) изменения параметров, позволяющая интерпретировать прогнозы надежности для ранжи-

рования очередности ремонта и замены оборудования;

4) построена функциональная модель прогнозирования надежности накопителей информации в системах управления, особенностью которой является применение нейронной сети на основе метода группового учета аргументов (МГУА) для определения скорости изменения параметров при экстраполяции из конечной точки измерений, позволяющая точнее прогнозировать параметры оборудования от времени использования.

Практическая значимость результатов исследования включает:

1) обоснование эффективности использования прогнозирования и оценки надежности накопителей информации в системах управления на основе предлагаемого метода за счет снижения затрат на ремонт техники и восстановление данных;

2) применение результатов оценки надежности накопителей информации в системах управления для планирования закупок заменяемого оборудования, позволяющих улучшить соотношение качества и цены приобретаемых компонент;

3) определение необходимой доли резерва заменяемого оборудования для обеспечения бесперебойной работы предприятия;

4) выводы и рекомендации, которые могут быть использованы как на крупных производственных предприятиях, так и в других отраслях народного хозяйства страны, в т.ч. при подготовке кадров.

Методологической основой работы явились: научное положение о необходимости комплексной алгоритмизации диагностирования и оценки надежности компонент систем управления; методы и принципы построения алгоритмов прогнозирования работоспособности элементов информационных систем управления; труды, обосновывающие преимущества гибридных методов диагностирования для решения слабоформализуемых задач указанного типа; научные разработки по обеспечению эффективности работы систем управления с прогнозированием надежности технической составляющей на основе подобных методов; материалы конференций и семинаров.

Структура и логика исследования подчинены решению поставленных задач. В работе использовались методы логического, структурного и системного анализа с применением аппарата функционального моделирования, а также методы сопоставления полученных результатов прогнозных оценок с практическими данными.

Положения, выносимые на защиту, являющиеся элементами разработанного метода:

1) алгоритм прогнозирования и оценки надежности накопителей информации в системах управления;

2) критерий оценки надежности накопителей информации в системах управления;

3) методика формирования базы знаний экспертной системы;

4) функциональная модель прогнозирования надежности накопителей информации в системах управления.

Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций

подтверждается:

- построением работы, логикой изложения, детализацией и конкретизацией представления материала;

- применением современных методов обработки информации, методологии системного анализа, функционального моделирования, теории сложных систем, принципов декомпозиции;

- сопоставлением результатов исследования с процессами, происходящими при функционировании накопителей информации в системах управления предприятиями.

Вклад автора в проведенное исследование заключается в непосредственном участии соискателя в получении исходных данных, обработке и интерпретации экспериментальных данных, разработке нового метода прогнозирования, включающего новый алгоритм, критерий, методику и функциональную модель, а также в подготовке основных публикаций по выполненной работе.

Апробация результатов работы.

Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на 8 международных и российских конференциях, а также республиканском конкурсе научных работ: I, II, III и IV межрегиональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Камские чтения» (ИНЭКА, апрель 2009, 2010, 2011, 2012), международной научно-технической конференции «Образование и наука - производству» (ИНЭКА, март 2010), международной научно-технической конференции ассоциации автомобильных инженеров ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров» (МГТУ «МАМИ», ноябрь 2010), республиканском конкурсе научных работ студентов и аспирантов на соискание премии им. Н. И. Лобачевского (МОН РТ, апрель 2011), II международной научно-практической конференции «Инновации, качество и сервис в технике и технологиях» (ЮЗГУ, май 2011), II всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Измерения, контроль и диагностика - 2012» (ИжГТУ, май 2012).

Публикации.

По теме диссертации опубликованы 23 научные работы, в т.ч. 3 статьи в журналах по перечню ВАК, 10 статей в других изданиях, 1 монография, 9 тезисов докладов в материалах конференций и конкурсов.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложения, изложена на 133 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается важность и актуальность темы, определяются цели и задачи исследования, раскрывается научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе «Основные причины выхода из строя накопителей информации» проводится анализ неисправностей оборудования, определяется до-

ля резервного оборудования для замены и время простоев, проводится анализ неисправностей и основных причин выхода из строя накопителей информации, выявляются общие диагностируемые параметры у накопителей различного типа.

Для определения наиболее критичных элементов оборудования АРМ, выход из строя которых приводит к длительным простоям, был проведен анализ неисправностей, позволивший определить долю отказов по каждому виду техники отдельно. Анягшч ппгтпттигтга пл гтянным д/иртя rnfinauui-T** и а ппптвмг*..

1 " — --------- J----э .............—

нии 30 месяцев. Получено, что в основном неисправности могут быть быстро устранены на месте, без серьезного ремонта. При этом доля неисправных системных блоков от их общего количества не превышает 13% в месяц, а доля неисправных винчестеров составляет не более 3%. Несмотря на это простои, вызванные их заменой, максимальны, так как для полного восстановления работоспособности необходимо восстановить информацию со старого накопителя.

На основе полученных данных были определены количественные значения резерва, а также время простоев в период замены оборудования. При этом принимались во внимание только требующие длительного ремонта неисправности, а не быстро устранимые на месте сбои. Это легло в основу принцииа полного покрытия создаваемым запасом заменяемого оборудования, позволяющего практически полностью исключить возможность возникновения простоев на предприятии, вызванных отсутствием запасных частей. Полученные данные могут быть использованы в качестве первоначальных для внедряемых на крупных предприятиях ERP систем (Enterprise Resource Planning - планирование ресурсов предприятия) (табл. 1).

Таблица 1

Доля резервного оборудования для замены и время простоев

АРМ оператора

Системный блок

Тип оборудования Периферия Монитор Оргтехника CD\DVD Блок питания Накопитель Оперативная память о. о и о в о а. С Материнская плата Видеокарта

Количество, % 5 2 10 20 3 3 1,5 0,5 0,5 0,5

Простой из-за замены 1 пгг., час. 0,3 0,3 0,3 0,5 0,5 4 0,5 0,7 1,5 0,5

Итого времени на замену, час./мес. 6,1 2.5 3,6 40,9 6,1 49,1 3,1 1,4 3,1 1

Анализ вышедших из строя накопителей показал, что процент неисправностей, причины которых возможно диагностировать при помощи SMART таблиц (Self-monitoring, Analysis and Reporting Technology - технология самоконтроля, анализа и отчетности), в рабочих станциях доходит до 69%, что немного выше, чем в серверах. В отказавших накопителях наиболее часто встречаются три параметра с ненулевыми значениями: число некорректируемых секторов

при фоновом сканировании (Off-l ine Scan), количество переназначенных (Reallocation) секторов и число секторов, являющихся кандидатами на замену (Pending). Так как наибольшее значение имеет количество переназначенных секторов, то прогнозирование надежности основано именно на нем. При этом алго-

Count

□ Сервера ЕЗ Рабочие станции

Неисправности, вызванные не диагностируемыми SMART факторами, практически невозможно спрогнозировать для конкретного накопителя, для них обычно применяют статистические методы.

При сравнительном анализе выявлены 8 общих диагностируемых параметров SMART у твердотельных и магнитных дисковых накопителей, включая переназначенные сектора, что открывает широкую перспективу для дальнейшего применения разработанного метода.

Во второй главе «Метод прогнозирования работоспособности накопителей информации в системах управления» проводится сравнение имеющихся реализованных методов с предлагаемым, рассматривается базовый алгоритм восстановления работоспособности, излагается разработанный алгоритм прогнозирования работоспособности, приводится структурная схема экспертной системы обработки диагностической информации, включая критерий оценки работоспособности и методику формирования базы знаний.

Общим недостатком элементов ERP систем, отвечающих за техническое обслуживание, ремонт и управление материально-техническим снабжением предприятия, является то, что прогнозирование ведется на основе статистических данных, которые необходимо долго собирать, также нет возможности прогнозирования работоспособности отдельных элементов оборудования. В результате известно примерное количество накопителей, которое нужно заменить, но не известно какие конкретно.

В коммерческих и бесплатных программах широкого распространения функция прогнозирования работоспособности накопителей информации представлена линейным прогнозом либо отсутствует полностью. В запатентованных программах, созданных на основе диссертаций, даже в лучших образцах ис-

пользуется линейное либо усредненное трендовое полиномиальное прогнозирование, не учитывающее ступенчатость изменения параметров.

При возникновении неисправностей в накопителях информации существует стандартный порядок операций, выполняемых системным администратором (базовый алгоритм). При этом минимальные затраты времени на замену в случае наличия резервной копии составляют 4 часа, при отсутствии - 8 часов, а при попытке восстановления данных непосредственно с отказавшего накопителя - до 24 часов.

В разработанном в диссертации алгоритме (рис. 2) учтено, что т.к. непосредственно время восстановления информации существенно сократить невоз-

Начало ) »

Данные подпрограммы диагностики из БД

Прогнозирование работоспособности

Подбор НС МГУА

X

Обучение НС МГУА

Сохранение НС МГУА

ЭСсНС

Вмешательство эксперта

для редактирования _правил_

Выбор НС МГУА скорости ^а) изменения параметра в последней точке измерения

Оценка работоспособности по текущим и прогнозируемым значениям параметра

Прогнозирование экстраполяцией

Задание порогов уровней опасности

Блок планирования закупок

Интерфейс пользователя]'

( Конец^

Рис. 2. Алгоритм прогнозирования и оценки надежности накопителей информации в системах управления предприятиями

можно, то перспективным направлением является своевременное предварительное копирование данных на резервный накопитель и замена сбойного накопителя на уже полностью готовый к работе новый, что сократит время простоя до 1 часа. Подобное предварительное копирование возможно только при условии достаточно точного прогнозирования надежности установленных накопителей.

Новизна предлагаемого алгоритма заключается в интеграции экспертной системы совместно с блоком прогнозирования работоспособности. Особенностью порядка его выполнения является то, что для каждой группы накопителей одной модели создается и обучается отдельная нейронная сеть МГУА. Прогнозирование производится подбором скорости изменения параметра в последней измеренной точке и ее экстраполяцией. А экспертная система оценивает работоспособность накопителя не только по текущим, но и по прогнозируемым данным.

Экспертная система отличается тем, что статическая часть, в которой, на основе применения правил базы знаний, работоспособность оценивается по уровням опасности, дополняется динамической частью для уточнения границ применяемых правил, для чего на основании статистического распределения количества накопителей от величины переназначенных секторов в них (рис. 3) устанавливаются границы уровней опасности (табл. 2).

Рис. 3. Распределение количества накопителей от вея личины переназначенных я . „ секторов в них

10 15 20 25 30 Переназначенных секторов, шг

Таблица 2

Критерий оценки работоспособности накопителей информации

Номер уровня опасности Вероятность выхода из строя Границы уровней, переназначенных секторов, шт. Накопителей, шт.

0 0,00 0 356

1 0,01 1-2 24

2 0,10 3-30 19

3 0,63 30-300 10

Всего 409

При изучении зависимости количества переназначенных секторов от времени эксплуатации по отдельным накопителям различных фирм обнаружено, что она имеет нелинейный, ступенчатый характер. Причем эти ступеньки могут длиться несколько лет (рис. 4).

-054U1CTB08769

-054ШСТВШ36

- 0540J1CTA07897

Рис. 4. Зависимость от времени эксплуатации количества переназначенных секторов по отдельным накопителям фирмы Samsung

Дата измерения

Данная особенность была учтена при разработке методики формирования базы знаний экспертной системы, отличительной особенностью которой является возможность учета на пятом шаге характера нелинейности при дальнейшей интерпретации значений параметра (рис. 5).

Построение зависимости значений параметра по измеренным и прогнозным (НС МГУА) данным от времени

Подбор необходимого количества уровней классификации параметра

ZE

Задание порогов для разграничения значений параметра по уровням

хг

Формулирование правил для классификации параметра по уровням

зх

Формулирование правил для интерпретации нелинейной (ступенчатой) зависимости

хг

Запись в базу знаний идентификатора показателя, количества уровней, значений порогов и правил

Рис. 5. Методика формирования базы знаний экспертной системы

Обобщенные правила классификации параметра по уровням опасности имеют следующий вид (1):

если _ параметр = порог 0 _то_ уровень = 0;

если_порог1 < параметр < порогш то_уровень = / +1 ^

для _ 0 < I < критического;

если_параметр > порог^ _то_уровень = опасный.

Учет нелинейности в виде правила экспертной системы выразился в определении значения мгновенной скорости изменения параметров (2):

с ели скорость = 0_то_уровень — стабильныи_иначе_опасный. (2)

В третьей главе «Прогнозирование надежности накопителей информации на основе функционального моделирования» рассматривается преимущество функционального моделирования с применением нейронных сетей, приводятся результаты предсказания обученных нейронных сетей по скорости изменения параметра, исследуются зависимости точности предсказания нейронной сети от времени наблюдения и количества наблюдаемых накопителей одной модели, представлены результаты прогнозирования количества переназначенных секторов в них.

Зависимость количества переназначенных секторов от времени описывается с помощью функциональной модели на основе линейной экстраполяции, с использованием скорости их изменения Ова), определяемой нейронной сетью

(3):

(3)

Применение нейронных сетей для прогноза именно скорости изменения количества переназначенных секторов обусловлено несколькими преимуществами:

1) упрощает процесс обучения нейронной сети (2 входных параметра);

2) позволяет построить прогноз без длительных измерений и без примеров в будущем;

3) позволяет построить прогноз даже по одному накопителю одной модели;

4) если накопителей несколько, то для прогнозирования достаточно двух точек измерения.

В качестве показателей, характеризующих точность прогнозирования обученных нейронных сетей, применялись коэффициент множественной детерминации и коэффициент корреляции (Пирсона). Хотя нейронная сеть МГУА не показала лучшие результаты одновременно по всем моделям накопителей, однако в среднем ее результаты выше остальных (табл. 3).

Проверка точности предсказания от количества наблюдаемых накопите- • лей одной модели (рис. 6) показала, что прямой линейной зависимости нет, точность предсказания зависит от разнородности обучающей выборки, тем не менее, разброс результатов приемлем для дальнейшей обработки. Прямой зависимости точности предсказания от времени наблюдения также не прослеживается, при этом колебания результатов незначительны (рис. 7). Полученные данные подтверждают преимущество применения нейронных сетей в функциональной модели.

Таблица 3

Результаты предсказания обученных нейронных сетей по скорости изменения

параметра

Накопитель Параметр Тип сета

Стандартные Рекуррентные Ворда Обходные МГУА НСОР

Hitachi IIDS721616PLA 380 (500Gb) Обработано примеров 648 648 648 648 648 648

Я2прогноз 0,2864 0,2635 0,8747 0,3549 0,983 0,816

г-коэффициент корреляции 0,7835 0,7678 0,9354 0,7456 0,992 0,9036

Samsung SP40A2H (360Gb) Обработано примеров 1235 1235 1235 1235 1235 1235

И2 прогноз 0,0029 0,009 0,0167 0,0008 0363 0,5074

г-коэффициент корреляции 0,2855 0,2885 0,6629 0,2221 0,929 0,7123

Western Digital WD800BB (160Gb) Обработано примеров 60 60 60 60 60 60

И2 прогноз 0,9998 0,9995 0,9999 1 1 1

г-коэффициент корреляции 0,9999 0,9998 0,9999 1 1 1

Seagate ST3320418AS (80Gb) Обработано примеров 176 176 176 176 176 176

Я2 прогноз 0,2458 0,2454 0,9981 0,997 0,9579 1

г-коэффициент корреляции 0,4961 0,4959 0,9991 0,9986 0,9787 0,999

Maxtor 6E040L0 (40Gb) Обработано примеров 325 325 325 325 325 325

И2 прогноз 0,1019 0,5448 0,907 0,891 0,7557 0,8438

г-коэффициент корреляции 0,4041 0,8695 0,957 0,9489 0,8693 0,9288

Рис. 6. Точность предсказания от количества наблюдаемых накопителей

-R2

20 10 5 1 Количество накопителей

-г корреляции

Рис. 7. Точность предсказания от времени

наблюде-

К2

7 6 5 4 3

Количество наблюдений г корреляции

Функциональная модель, построенная с помощью МГУА, довольно хорошо справляется не только с предсказанием уже известных значений, но и с прогнозом в будущее, без наличия данных в обучающей выборке (рис. 8). 40

Рис. 8. Сравнение предсказания обученной нейронной сети (□) с уже известными значениями (0)

й £

§ й а §

5 « о- й

и о.

с 2

0

1

0>

ь? £

-Значение

-МГУА

Дата измерения

В четвертой главе «Эффективность применения метода прогнозирования надежности накопителей информации в системах управления крупными предприятиями» предлагается модифицированный показатель надежности накопителей информации, составлена целевая функция метода прогнозирования, рассчитывается экономическая эффективность применение метода прогнозирования при разработке программного обеспечения.

В качестве комплексного показателя надежности предлагается дополнить коэффициент технического использования АРМ за счет учета времени замены и восстановления данных после отказа накопителей информации, а также длительности восстановления данных после выполнения профилактической замены (4):

к —

¿V т

ъ,

1=1 /=-1

где ^ - время сохранения работоспособности в 1-м цикле функционирования АРМ; ц - время замены и восстановления данных после .¡-го отказа накопителя информации; ^ - длительность восстановления данных послс выполнения к-й

профилактической замены накопителя; {, - время ремонта остальных элементов АРМ после отказа; п - число рабочих циклов за рассматриваемый период эксплуатации; ш, я - число отказов за рассматриваемый период; р - число профилактических замен.

При внезапном отказе и профилактической замене накопителей присутствует одинаковое время восстановления данных (,нд (5), однако при профилактической замене накопителя часть операций накладывается на рабочее время сотрудников, не вызывая простоя, за счет чего и достигается главный эффект от применения метода (рис. 9):

'вд (5)

где I/ - время создания текущего архива, 12 - время поиска необходимого предыдущего архива, 13 - время разархивации найденного архива, ¡4 - время восстановления операционной системы, 12 - время, затраченное на другие необходимые в конкретном случае операции.

з н 0,5

я

о о. я

0,3

0,2

0,1

0

- у+йс+и

Рис. 9. Зависимость затрат времени на ремонт оборудования и восстановление информации от соотношения плановых замен накопителей информации и замен после внезапных отказов

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Доля плановых замен накопителей, отн.ед.

Такой подход позволяет увеличить коэффициент технического использования АРМ (рис. 10).

Чтобы учесть замену накопителей, время простоев и последующие возможные штрафные санкции одновременно, переведем все величины в денежное выражение и составим следующую целевую функцию (6):

F = V + Z+N-*mn, (6)

где У=у-1о, V - упущенная выгода и претензии за час простоя при внезапном отказе, 1„ - время простоя при выходе из строя накопителя информации, 7.=г-(1а+ г - почасовая оплата труда работников предприятия, /3 - время простоя при

Рис. 10. Зависимость ■— Кти шах коэффициента технического использования АРМ от соот-Кти ношения плановых замен накопителей информации и замен после внезапных отказов

0,2 0,4

Доля плановых замен накопителей, отн.ед.

запланированной заранее замене накопителя информации, N=0-11, где с - цена накопителя, п - количество замененных накопителей.

Минимум целевой функции образуется только при своевременной замене всех сбойных накопителей, т.к. при замене накопителей позже, по факту поломки, появляются высокие затраты на зарплату из-за простоев, а при большом количестве предварительных замен возрастают затраты на избыточное оборудование (рис. 11).

£ 40000

0 0,5 1 1,5 2

Доля плановых замен накопителей, отн. ед.

затраты на накопители

затраты на зарплату

Рис. 11. Ежемесячные затраты на замену накопителей информации в зависимости от соотношения плановых предварительных замен и вынужденных замен по факту отказа

Если предусмотрены даже незначительные штрафы из-за несвоевременного выполнения контракта вследствие простоев, то эффект от применения метода увеличивается на порядок (рис. 12). При увеличении числа компьютеров в системах управления абсолютный эффект от применения метода также возрастает. Экономия на простоях особенно заметна при высокой зарплате работников.

Предлагаемый метод реализуется в программе, которая позволяет ранжировать накопители по прогнозируемому количеству переназначенных секторов, их текущему количеству, средней скорости увеличения, а также мгновенной скорости, означающей что они продолжают разрушаться в данный момент.

Рис. 12. Ежемесячные суммарные итоговые потери и затраты на замену накопителей информации в зависимости от соотношения плановых предварительных замен и вынужденных замен по факту отказа при различной упущенной выгоде и штрафных санкциях

Таким образом, цель исследования — повышение эффективности эксплуатации систем управления достигается при помощи разработанного метода.

В заключении содержатся основные выводы и предложения, полученные в результате исследования.

В приложение вынесены результаты прогнозирования нейронных сетей различных типов, а также структура таблиц базы данных учета средств вычислительной техники в отделе информационных технологий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В итоге проведенных исследований был разработан новый метод прогнозирования надежности накопителей информации, включающий следующие поэлементные результаты:

1) разработан алгоритм прогнозирования и оценки надежности накопителей информации в системах управления, в отличие от имеющихся аналогов сочетающий экспертную систему и блок прогнозирования, позволяющий при замене накопителей сократить затраты времени на простои при восстановлении данных в 4 раза и обеспечить сохранность производственной и управленческой информации;

2) определены значения критерия оценки надежности накопителей информации в системах управления, полученные на основе систематизации распределения значений параметров от времени эксплуатации, что дало возможность найти количественные выражения порогов для классификации величины параметров по уровням опасности;

3) составлена методика формирования базы знаний экспертной системы, включающая правила определения нелинейности (ступенчатости) изменения параметров, позволяющая интерпретировать прогнозы надежности для ранжирования очередности ремонта и замены оборудования;

4) построена функциональная модель прогнозирования надежности накопителей информации в системах управления, основанная на нейронной сети

О 0,5 1 1,5 2 Доля плановых замен накопителей, отн. ед.

МГУА, для определения скорости изменения параметров при экстраполяции из конечной точки измерений, позволяющая прогнозировать параметры оборудования от времени использования с точностью до 10%.

Рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы заключаются в расширении области применения метода на серверные накопители, а в дальнейшем на все остальные виды магнитных накопителей, а также на твердотельные их типы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Научные статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Насыров, И. И. Прогнозирование работы средств вычислительной техники на основе нейронных сетей различных типов / Л. А. Симонова, И. И. Насыров // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. - 2010. -№ 4. - С. 155-160.

2. Насыров, И. И. Формирование базы прецедентов экспертной системы при диагностировании сложного оборудования / Л. А. Симонова, И. И. Насыров // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Сер. Информатика. Телекоммуникации. Управление. - 2011. - № 2 (120). - С. 13-17.

3. Насыров, И. И. Методика автоматизированного сбора и обработки информации о состоянии оборудования АСУП / Л. А. Симонова, И. И. Насыров // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. -20П.-№8.-С. 43-48.

Научные статьи, монографии и материалы докладов:

4. Насыров, И. И. Автоматизация учета диагностируемых средств вычислительной техники / И. И. Насыров // Социально-экономические и технические системы. - 2008. - № 5 (48). - Режим доступа: http://sets.ru.

5. Насыров, И. И. Автоматизация диагностики вычислительной техники в налоговой инспекции / И. И. Насыров // Образование и наука закамья Татарстана. - 2008. - № 12. - Режим доступа: http://wvvw.nauctat.ru.

6. Насыров, И. И. Автоматизация диагностики и учета средств вычислительной техники / И. И. Насыров // Проектирование и исследование технических систем: межвуз. науч. сб. — Вып. 12. — Наб. Челны: ИНЭКА. - 2008. — С. 37-40.

7. Насыров, И. И. Проблемы автоматизированной диагностики вычис- . лителыюй техники в налоговой инспекции / И. И. Насыров // Камские чтения: матер, межрегион, науч.-практ. конф. 25 апр. 2009. - Наб. Челны: ИНЭКА. -2009.-С. 107-108.

8. Насыров, И. И. Структура базы учетных данных о вычислительной технике в налоговой инспекции / И. И. Насыров, Л. А. Симонова // Образование и наука закамья Татарстана. - 2009. — № 15. - Режим доступа: http://www.nauctat.ru.

9. Насыров, И. И. Комплексный подход к автоматизации диагностики

вычислительной техники / И. И. Насыров // Социально-экономические и технические системы. - 2010. - № 1 (54). - Режим доступа: http://sets.ru.

10. Насыров, И. И. Автоматизация диагностики вычислительной техники на крупных предприятиях / И. И. Насыров // Образование и наука - производству: матер, междунар. науч.-техн. и образов, конф. 28-31 марта 2010. - Наб. Челны: ИНЭКА. - 2010. - С. 214-216.

11. Насыров, И. И. Автоматизация учета вычислительной техники на крупных предприятиях машиностроительной отрасли / И. И. Насыров // Камские чтения: матер, межрегион, науч.-практ. конф. 24 апр. 2010. - Наб. Челны: ИНЭКА.-2010.-С. 78-79.

12. Насыров, И. И. Алгоритм диагностирования оборудования верхнего уровня АСУП на предприятиях машиностроения / Л. А. Симонова, И. И. Насыров // Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров: матер, междунар. науч.-техн. конф. ААИ, посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ», 17 ноября 2010. - Кн. 7. - М.: МГТУ «МАМИ». - 2010. -С. 215-217.

13. Насыров, И. И. Экономическая эффективность автоматизации учета и диагностики оборудования АСУП / И. И. Насыров, А. Н. Силина // Социально-экономические и технические системы. - 2010. - № 4 (57). - Режим доступа: http://sets.ni.

14. Насыров, И. И. Математическая модель оценки работоспособности компонентов оборудования АСУП / И. И. Насыров // Сб. матер, респ. конк. науч. работ студентов и аспирантов на соискание премии им. Н. И. Лобачевского.

- Казань: Министерство образования и науки РТ. - 2011. - С. 570-571.

15. Насыров, И. И. Проблема оценки качества и надежности оборудования сложных автоматизированных систем управления производством / И. И. Насыров, Р. И. Насыров // Третьи Камские чтения: матер, межрегион, науч.-практ. конф. 30 апр. 2011. - Наб. Челны: ИНЭКА. - 2011. - С. 112-113.

16. Насыров, И. И. Алгоритм моделирования работоспособности компонентов оборудования АСУП машиностроительных предприятий / И. И. Насыров // Инновации, качество и сервис в технике и технологиях: матер. II междунар. науч.-практ. конф. 19-21 мая 2011. - Курск: Юго-Западный гос. ун-т. -2011.-С. 275-278.

17. Насыров, И. И. Прогнозирование надежности накопителей информации на жестких дисках / И. И. Насыров, Р. И. Насыров // Образование и наука закамья Татарстана. - 2011. - № 22. - Режим доступа: http://www.nauctat.ru.

18. Насыров, И. И. Критерии оценки надежности накопителей информации на жестких дисках / И. И. Насыров, Р. И. Насыров // Социально-экономические и технические системы. - 2011. — № 3 (60). - Режим доступа: http://sets.ru.

19. Насыров, И. И. Анализ зависимости работы накопителей информации на жестких дисках для нечеткой нейросетевой модели оценки надежности систем управления промышленными предприятиями / И. И. Насыров, Р. И. Насыров // Проектирование и исследование технических систем: межвуз. науч. сб.

- Вып. 18. - Наб. Челны: ИНЭКА. - 2011. - С. 20-24.

20. Насыров, И. И. Методика формирования базы знаний интеллектуальной системы для диагностирования систем управления промышленными предприятиями / И. И. Насыров, Р. И. Насыров // Четвертые Камские чтения: матер, межрегион, науч.-практ. конф. 27 апр. 2012. - Наб. Челны: ИНЭКА. -2012.-С. 105-106.

21. Насыров, И. И. Методика формирования базы знаний экспертной системы диагностики накопителей информации в системах управления промышленными предприятиями / И. И. Насыров, Р. И. Насыров // Измерения, контроль и диагностика - 2012: матер, всеросс. науч.-техн. конф. 14-16 мая 2012. - Ижевск: ИжГТУ. - 2012. - С. 253-256.

22. Насыров, И. И. Гибридный метод прогнозирования надежности накопителей информации / И. И. Насыров, Р. И. Насыров, Г. В. Ломаев. -Saarbrücken, Deutschland : Palmarium academic publishing, 2012. - 143 p.

23. Насыров, И. И. Программа ранжирования накопителей информации по степени надежности в компьютерных системах управления предприятиями / И. И. Насыров, Р. И. Насыров, Г. В. Ломаев, С. Н. Тимергалиев // Образование и наука закамья Татарстана. - 2012. - № 25. - Режим доступа: http://www.nauctat.ru.

Тираж -100 эк. Печать ризографическая. Бумага ВХИ 80 Отпечатано: г.Набережные Челны ИП Газизянова Е.В. ОГРН 311165010300151 ИНН 165039143829 эл. адрес: 330807@mail.ru

Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова

На правах рукописи

04201360757

Насыров Ильдар Искандарович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ НАКОПИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯМИ

05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации

(в науке и технике)

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д.т.н., проф. Ломаев Г.В.

Ижевск-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................4

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ НАКОПИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ.................................................................................10

1.1 Выбор способа обслуживания оборудования систем управления предприятиями......................................................................................10

1.2 Анализ неисправностей оборудования систем управления предприятиями.....15

1.3 Определение наиболее критичных элементов оборудования систем управления.........................................................................................21

1.4 Анализ неисправностей и основных причин выхода из строя накопителей информации........................................................................................24

1.5 Обоснование постановки цели и задач исследования...............................32

Выводы по 1 главе...............................................................................34

ГЛАВА 2. МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ НАКОПИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ........................................36

2.1 Сравнение имеющихся реализованных методов прогнозирования надежности........................................................................................36

2.2 Разработанный алгоритм прогнозирования надежности накопителей информации в системах управления............................................................41

2.3 Критерий оценки надежности накопителей информации в системах управления.........................................................................................48

2.4 Методика формирования базы знаний экспертной системы для учета

нелинейности изменения параметров........................................................55

Выводы по 2 главе...............................................................................60

ГЛАВА 3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ НАКОПИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО

МОДЕЛИРОВАНИЯ.....................................................................................................61

3.1 Преимущество функционального моделирования с применением нейронных сетей.................................................................................61

3.2 Результаты предсказания обученных нейронных сетей по скорости изменения параметра............................................................................65

3.3 Зависимость точности предсказания нейронной сети от времени наблюдения и количества рассматриваемых накопителей одной модели..............73

3.4 Прогнозирование надежности накопителей информации с помощью

функционального моделирования..............................................................80

Выводы по 3 главе...............................................................................85

ГЛАВА 4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ НАКОПИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ

В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ КРУПНЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ.................87

4.1 Применение показателя надежности для накопителей информации в системах управления крупными предприятиями..........................................87

4.2 Целевая функция метода прогнозирования надежности.............................93

4.3 Разработка пользовательского интерфейса программы прогнозирования надежности накопителей информации.................................................................98

4.4 Перспективы развития метода прогнозирования надежности

накопителей информации.......................................................................104

Выводы по 4 главе................................................................................107

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................109

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.........................................................................................113

ПРИЛОЖЕНИЕ...................................................................................125

А Результаты прогнозирования нейронных сетей различных типов.................125

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена наличием во всех системах управления крупными предприятиями большого количества автоматизированных рабочих мест (АРМ) с применением компьютерной техники. Чаще всего компьютеры подключены к общему домену соединением типа «звезда», т.е. иерархия между ними отсутствует. В процессе работы ежедневно выходят из строя элементы АРМ, что приводит к частичной или полной утрате их работоспособности, результатом чего являются простои.

Как показал анализ всех возникающих в АРМ неисправностей, большинство из них легко устранимы за счет замены отказавших элементов аналогичными рабочими. Единственными элементами, замена которых невозможна без существенных затрат времени на восстановление работоспособности, являются накопители информации, из-за необходимости восстановления данных.

Для сокращения этих затрат существует довольно много вариантов: от постоянного дублирования данных с каждого АРМ на сервер резервного копирования, до возможности восстановления в условиях лаборатории путем вскрытия накопителей и посекторного чтения с поверхности магнитных дисков при помощи специализированного оборудования. На данный момент не до конца решенной остается только проблема длительного простоя при восстановлении данных. Она связана не только непосредственно с восстановлением информации, но и с внезапностью выхода накопителей из строя, что сводит к минимуму эффект от наличия нужного количества резервного оборудования на складе.

Исходя из этого, актуальной является тема исследования по разработке метода прогнозирования надежности наиболее критичных элементов систем управления - накопителей информации, ориентированного на возможность своевременной замены компонент, у которых прогнозируемые значения параметров превышают критический уровень, на новые, в т.ч. самого современного типа. Применение такого метода для крупных предприятий позволит повысить эффективность функционирования систем управления, что будет иметь значение для развития

как самих предприятий, так и страны в целом.

Степень разработанности темы исследования.

Теоретической и методологической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых преимущественно в областях, касающихся создания и развития методов диагностирования, оценки и прогнозирования надежности технических элементов интеллектуальных систем управления: Ма-кушкина В.А., Зубова В.В., Чикурова Н.Г. - о проблемах диагностики современного оборудования, Андрейчикова A.B., Липаева В.В. - о классификации методов диагностирования, Колесова Ю.Б, Jacobsen H.A., Funabashi M. - об интеллектуальных системах, Ярушкиной Н.Г. - об экономической эффективности систем диагностирования, Жернакова C.B., Зайцевского И.В., Васильева В.И. - о российских исследованиях в области систем диагностирования, Богданова Д.В., Рутков-ской Д.П., Моисеева В.Б. - о комплексных алгоритмах диагностики, Березовского C.B., Alty J.L., Попова Э.В. - об особенностях создания систем диагностирования, Абрамова И.В., Турыгина Ю.В., Якимовича Б.А. - о надежности и современных методах организации технического обслуживания, а также ремонта технических систем и др.

Хотя задача диагностики и прогнозирования надежности технических средств систем управления имеет высокий приоритет для крупных промышленных предприятий и включена в программы корпоративного развития практически каждого из них, тем не менее, разрабатываемые новые варианты ее решения, особенно в области прогнозирования, требуют дальнейшего детального изучения и осмысления.

Целью исследования является повышение эффективности функционирования систем управления крупными предприятиями за счет разработки метода прогнозирования и оценки надежности наиболее критичных компонент - накопителей информации.

Эта цель соответствует п. 11 "Методы и алгоритмы прогнозирования и оценки эффективности, качества и надежности сложных систем" паспорта научной специальности.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1) разработать алгоритм прогнозирования и оценки надежности накопителей информации в системах управления;

2) определить критерий оценки надежности накопителей информации по данным их эксплуатации в системах управления;

3) составить методику формирования базы знаний экспертной системы для оценки надежности накопителей информации в системах управления с возможностью планирования очередности их замены;

4) построить функциональную модель прогнозирования надежности накопителей информации как компонентов систем управления.

Объектом исследования выбраны накопители информации в организационно-технологических и распределенных системах управления предприятиями.

Предметом исследования является надежность накопителей информации в системах управления.

Гипотезой исследования является возможность повышения эффективности функционирования систем управления за счет использования нового метода прогнозирования и оценки надежности накопителей информации.

В процессе разработки элементов нового метода прогнозирования надежности накопителей информации получены следующие результаты, обладающие научной новизной:

1) разработан алгоритм прогнозирования и оценки надежности накопителей информации в системах управления, в отличие от имеющихся аналогов сочетающий экспертную систему и блок прогнозирования, позволяющий при замене накопителей сократить затраты времени на простои при восстановлении данных и обеспечить сохранность производственной и управленческой информации;

2) определен критерий оценки надежности накопителей информации в системах управления, полученный на основе систематизации распределения накопителей по значениям параметров от времени эксплуатации, дающий возможность определить количественные выражения порогов для классификации накопителей

от величины параметров по уровням опасности;

3) составлена методика формирования базы знаний экспертной системы, включающая правила определения нелинейности (ступенчатости) изменения параметров, позволяющая интерпретировать прогнозы надежности для ранжирования очередности ремонта и замены оборудования;

4) построена функциональная модель прогнозирования надежности накопителей информации в системах управления, особенностью которой является применение нейронной сети на основе метода группового учета аргументов (МГУА) для определения скорости изменения параметров при экстраполяции из конечной точки измерений, позволяющая точнее прогнозировать параметры оборудования от времени использования.

Практическая значимость работы включает:

1) обоснование эффективности использования прогнозирования и оценки надежности накопителей информации в системах управления на основе предлагаемого метода за счет снижения затрат на ремонт техники и восстановление данных;

2) применение результатов оценки надежности накопителей информации в системах управления для планирования закупок заменяемого оборудования, позволяющих улучшить соотношение качества и цены приобретаемых компонент;

3) определение необходимой доли резерва заменяемого оборудования для обеспечения бесперебойной работы предприятия;

4) выводы и рекомендации, которые могут быть использованы как на крупных производственных предприятиях, так и в других отраслях народного хозяйства страны, в т.ч. при подготовке кадров.

Методологической основой исследования явились: научное положение о необходимости комплексной алгоритмизации диагностирования и оценки надёжности компонент систем управления; методы и принципы построения алгоритмов прогнозирования работоспособности элементов информационных систем управления; труды, обосновывающие преимущества гибридных методов диагностирования для решения слабоформализуемых задач указанного типа; научные разра-

ботки по обеспечению эффективности работы систем управления с прогнозированием надежности технической составляющей на основе подобных методов; материалы конференций и семинаров.

Структура и логика исследования подчинены решению поставленных задач. В работе использовались методы логического, структурного и системного анализа с применением аппарата функционального моделирования, а также методы сопоставления полученных результатов прогнозных оценок с практическими данными.

Положения, выносимые на защиту, являющиеся элементами разработанного метода:

1) алгоритм прогнозирования и оценки надежности накопителей информации в системах управления;

2) критерий оценки надежности накопителей информации в системах управления;

3) методика формирования базы знаний экспертной системы;

4) функциональная модель прогнозирования надежности накопителей информации в системах управления.

Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается:

- построением работы, логикой изложения, детализацией и конкретизацией представления материала;

- применением современных методов обработки информации, методологии системного анализа, функционального моделирования, теории сложных систем, принципов декомпозиции;

- сопоставлением результатов исследования с процессами, происходящими при функционировании накопителей информации в системах управления предприятиями.

Вклад автора в проведенное исследование заключается в непосредственном участии соискателя в получении исходных данных, обработке и интерпретации экспериментальных данных, разработке нового метода прогнозирования,

включающего новый алгоритм, критерий, методику и функциональную модель, а также в подготовке основных публикаций по выполненной работе.

Апробация результатов работы.

Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на 8 международных и российских конференциях, а также республиканском конкурсе научных работ: I, II, III и IV межрегиональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Камские чтения» (ИНЭКА, апрель 2009, 2010, 2011, 2012), международной научно-технической конференции «Образование и наука - производству» (ИНЭКА, март 2010), международной научно-технической конференции ассоциации автомобильных инженеров ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров» (МГТУ «МАМИ», ноябрь 2010), республиканском конкурсе научных работ студентов и аспирантов на соискание премии им. Н. И. Лобачевского (МОН РТ, апрель 2011), II международной научно-практической конференции «Инновации, качество и сервис в технике и технологиях» (ЮЗГУ, май 2011), И всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Измерения, контроль и диагностика - 2012» (ИжГТУ, май 2012).

Публикации.

По теме диссертации опубликованы 23 научные работы, в т.ч. 3 статьи в журналах по перечню ВАК, 10 статей в других изданиях, 1 монография, 9 тезисов докладов в материалах конференций и конкурсов.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ НАКОПИТЕЛЕЙ

ИНФОРМАЦИИ

1.1 Выбор способа обслуживания оборудования систем управления

предприятиями

Сегодня развитие науки и техники создали уникальную ситуацию - зачастую использование новейших технологий и оборудования становится очевидным конкурентным преимуществом. Именно поэтому стремление к применению компьютеризированных систем управления стало обычным в различных областях промышленности России. Однако сложность и интеллектуальность оборудования требуют соответственного к нему отношения - квалифицированной эксплуатации и обслуживания.

Значительная часть ведущих производителей современного высокотехнологичного оборудования систем управления при продаже четко оговаривает условия его работы и необходимые регламенты. При этом способы реализации такого сервиса могут быть разными. Как правило, организация, эксплуатирующая подобную технику, выбирает наиболее оптимальный для конкретных условий способ обслуживания сложного оборудования. Выбор условий обычно оговаривается с фирмой - производителем и является предметом договора. Тем не менее, можно выделить ряд существенных аспектов, единых для всех, на которые можно ориентироваться при организации сервисного обслуживания сложного оборудования. В общем, способы обслуживания и ремонта оборудования можно условно поделить на четыре большие группы.

Во-первых, это эксплуатация оборудования собственными силами. При всех очевидных выгодах такого подхода (оперативность взаимодействия, знание нюансов производства и пр.) он доступен далеко не всем. Для того чтобы организовать отдельное структурное подразделение, занимающееся исключительно обслуживанием оборудования систем управления, необходимо произвести значительные затраты на закупку дорогостоящего диагностического оборудования, а в даль-

нейшем запчастей и программного обеспечения. Время, затраченное на выявление неисправности и ожидание запчастей (чаще всего импортных, с иностранных заводов), может достигать нескольких дней, а иногда недель. Содержани�