автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Теоретические основы и методология агрегативного моделирования в АСУ

га

аук Украинской ССР Л кибернетики имени В. М. Глушкова

На правах рукописи

БУСЛЕНКО Владимир Николаевич

УДК 681.3.067

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МЕТОДОЛОГИЯ АГРЕГАТИВНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В АСУ

05.13.06 — автоматизированные системы управления

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Киев 1989

Работа выполнена в Московском научно-исследовательском центре ГК ВТИ СССР.

Официальные оппоненты: академик, доктор технических наук

ПОСПЕЛОВ Г. С.,

доктор физико-математических наук, член-корреспондент АН СССР СТОГНИЙ А. А.,

профессор, доктор технических наук КИТОВ А. И.

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт

автоматической аппаратуры.

Защита состоится «-»---19 г. в--

чассв на заседании специализированного с:вета Д016.45.°3 при Институте кибернетики имени В. М. Глушкова АН УССР по адресу:

252207 Киев 207, проспект Академика Глушкова, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-техническом архиве института.

Автореферат разослан «-»--------------198 г.

Ученый секретарь специализированного совета

РЫБАК В. И.

'ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы» Моделирование на ЭНМ является в настоящее время мощным аппаратом исследования, проектирования и управления сложными объектами. Очевидно, что и в дальнейшем его роль будет возрастать. Вместе с тем,с увеличением сложности рассматраваемых -объектов,процедуры, связанные с созданием модели я ее анализом, становятся все более трудоемкими. Кроме этого, возникает проблема общения с ЭВМ, которая для неспециалиста связана с множеством технических и психологических трудностей. В силу этого наиболее многочисленная группа"пользователей, состоящая из ученых, инженеров и других специалистов, не имеющих необходимой подготовки в облаете программирования, не в состоянии ставить и решать задачи моделирования на ЭВМ без помощи программистов-посредников. По-зи-димому, именно эти обстоятельства и препятствуют, и-ирокому внедрению моделирования в народное хозяйство, не позволяя ему занять подобающего места в арсенале практических методов исследования.

Все вышесказанное с особой актуальностью ставит задачу, автоматизации. имитационного моделирования, т.е. перелокеняе на ЭВМ наиболее рутинных и трудоемких операций, связанных с создажем модели и ее анализом, оставляя за пользователем наиболее интеллектуальные функции.

Учитывая чрезвычайно интенсивное развитие вычислительной техники, следует признать, что существующие в настоящее время средства автоматизации подготовки задач для ЭВМ, особенно е сфере моделирования, уже не соответствуют ни возросшим возможностям ЭНМ, ни сложности исследуемых объектов и решаемых проблем, ни тре-. бованиям доступности для широкого круга специалистов.

Языки имитационного моделирования так же.кас языки программирования, сыграли в свое время огромную роль как средство автоматизации подготовки программ, они еще надолго останутся основным инструментом 'для работы программистов-профессионалов. - Однако надежда на то, что широкие круги специалистов разных областей, овладев языками, будут самостоятельно программировать слоашо модели для решения крупных проблем представляется мало реалистичной. -Скорее всего это окажется возможным для небольших задач, но еыво-

дящих нас за рамки простых программ одноразового использования.

Изложенное свидетельствует о необходимости поиска иных путей ускорения подготовки задач моделирования для ЭВМ, тем более, что помимо автоматизации программирования, существенное значение приобретает автоматизация исследования объектов на моделях.

Все это свидетельствует об актуальности проблемы автоматизации агрегатквного имитационного моделирования, как средства всестороннего анализа сложных народнохозяйственных объектов.

Целью нанкой работы является разработка теоретических основ, а также методологии создания и использования проблемно-ориентиро-ванкых агрзгативных имитационных моделей для нужд автоматизированного управления и ряда смежных областей.

Методы исследования. Ь качество методов исследования в диссертации использованы :

- теория агрегативных систем Н»П. Бусленко;

- теория кусочно-линейных агрегатов И.К. Коваленко;

- булева алгебра и теория исчисления высказываний ;

- семиотическое описание и ситуационное управление ;

- элементы теории схем программ A.A. Ляпунова;

- теория структурного программирования;

- теория таблиц решений.

Нручная новизна. Научная новизна диссертации состоит в разработке основ создания и использования агрегативных имитационных моделей для нувд автоматизированного управления,' в разработке теории и методологии автоматизации имитационного моделирования слояшых систем на ЭВМ.

Практическая ценность и реализация результатов.На базе предлагаемой методика созданы имитационные модели для ряда важных народнохозяйственных областей: j

- разработаны имитационные модели для АСУ Московской городской контору Стройбанка СССР, используемые для определения уровня лимита кредитования при планировании деятельности строительных организаций;

- разработаны ориентированные имитационные модели, внедренные в АСУ ЛЗОС для анализа и планирования стекловаренного производства ;

- решен рад задач исследования вычислительных систем в АСУ.

Результаты работы вошли в лекционные курсы МЭСИ, Ш1Х им.Г.В. Плеханова, МИРЗА, читаемые автором.

Апробация работу. В период с 1974 по 1989 год материалы исследований, проведенных в диссертации, докладывались на всесоюзных и международных конференциях, симпозиумах и семинарах :

международной конференции "Структура и организация пакетов программ", г.Тбилиси, 1976 (пле1:арное заседание) ;

всесоюзной конференции "Математическое обеспечение моделирования сложных систем", г.Киев, 1977 ;

УП Всесоюзном совещании "Теория и методы математического моделирования", г.Куйбышев, 1978 (пленарное заседание) ;

конференции "Имитационное моделирование в АСУ", г.Новосибирск ;

семинарах МДНТП им. Дз е ржи н с ко го : "Человеко-машинные системы","Моделирование сложных систем","Шформацнонно-вичмсли-телъные системы","Системное моделирование в технике и экономике", "Моделирование человеко-машинных систем" ;

семинаре. ИНЭУМа "Сложные системы и имитационные модели* семинаре ВНИИСИ "Сложные системы и методы их моделирования" ;

семинаре ЛЗОС "Совершенствование управления стекловаренным производством" и ряде других предприятий.

Вклад автора в становление и развитие теории агрегативного имитационного моделирования выразился также и в постановке и организации работ в области агрегативного имитационного моделирования в радо Московских организаций : ИНЗУМ (1974-1979), ЦНИИ "Монолит" (1979-1985), МНИЦ (1986-1989) ;

- в организации сектора агрегативного имитационного моделирования в ЩИИ "Монолит" ;

- научном руководстве и участии в ряде работ по созданию агрегативных имитационных моделей в период с 1974 по 1989 г. и решении на моделях ряда иэнкретных практических задач в ИНЭУМ,-ШЛИ и ГП им.Губкина, ЬШТУ им.Баумана, ВЦ [ЛТК СССР - ВНИИ инструмент, ЦНИИ Микрохирургии глаза, ЦНИИ "Монолит", ЫНИЦ;

- в оформлении автоматизации агрегативного имитационного моделнрова!шя в качестве самостоятельного научного направления;

- в публикации монографии и целого рада статей, написанных лично автором диссертации и в соавторстве с сотрудниками ;

- в научном руководстве по данной тематике работой аспирантов и соискателей ;

- в научном руководстве и координации работ, проводимых в области агрегативного имитационного моделирования ряда организаций в Москве, г.Киеве,г.Куйбышеве,г.Калинине,г.Пензе,г.Челябинске, г.Сухуми, в раде НИИ и КБ;

- в чтении лекционных курсов по данной тематике в МЭСИ» МИ11Х- им.Г.В. Плеханова, МИРЭА.

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 38 работах, опубликованных в 1974-1989 годах, в том числе в монографии "Автоматизация имитационного моделирования сложных систем". М., "Наука", 1977.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 309 листах, содержит 59 рис., 12 таблиц, 8 блок-схем, включает 255 наименований отечественной и зарубежной литературы. Приложение содержит 268 листов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Зо введении обоснована актуальность теш диссертации, изложены цель и методика исследований, подчеркнуты научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведено краткое содержание диссертационной работы.

Первая глава диссертации носит постановочный характер. В ней вводится понятие имитационного моделирования. При этом учитывается, что в настоящее время в литературе используется большое количество терминов для наименования гого понятия, для которого в диссертации используется термин "имитационное моделирование". Такой терминологический "разброс" объясняется тем обстоятельством, что имитация, как метод исследования, характеризуется.несколькими существенными аспектами, один из которых и выделяется автором термина для обозначения этого понятия.

К существенным аспектам имитации относятся следующие : динамический аспект, заключающийся в том, что при имитации рассматри-

вается не статистическая, а динамическая картина исследуемого процесса; системный аспект, отражающий тот факт, что имитация особенно удобна для решения таких проблем, где речь идет о сложной системе ; экспериментальный аспект, заключающийся в том, что с имитационной моделью проводятся эксперименты, как с реальным объектом; стохастический аспект, отражающий тот факт, что в модель вводятся случайные факторы, в виде случайных чисел с соответствующими законами распределения и проводятся статистические эксперименты ; машшый аспект, заключающийся в том, что имитационная модель является программой для ЭВМ ; специфический имитационный аспект, состоящий в том, что для имитации объект описывается в некоторой специфической математической форме (так называемое операционное, алгоритмическое описаниеЬ специально предназначенной для воспроизведения полученной модели при помощи операций ЭВМ.

В настоящее время наметилась тенденция интенсивной математизации имитационного описания, что связано с ростом сложности объектов описания, потребностью формализации основных этапов модели-ровшшя (от описания до оценки адекватности и проведения имитационных экспериментов), а также необходимостью эффективного использования математического аппарата для исследования свойств имитационных моделей (качественные методы в теории систем). Эти обстоятельства обусловили появление нового направления в имитации -агрегативного подхода к имитационному моделированию, развитого Н.П. Бусленко и его школой.

Агрегативный подход к имитационному моделированию заложил теоретические основы автоматизации имитационного моделирования, являющейся предметом рассмотрения данной диссертационной работы. Под автоматизацией агрегативного моделирования погашается переложение на ЭВМ операций, связанных с созданием и исследованием имитационных моделей. Автоматизация предполагает разработку единой методики и технологии создания имитационных моделей, проведения имитационных экспериментов, анализа результатов моделирования, а также корректировки и повторного использования го^'тационлых моделей.

Комплексное решение разнородных проблем автоматизации агрегативного моделирования возможно лишь в том случае, если в основе модели лежит единая' математическая схема, которая выполняет

одновременно несколько функций : является концептуальный фундаментом описания исследуемых объектов; является формальным основанием машинных программ имитации ; является математической основой программ обработки и анализа результатов моделирования ; является объектом' аналитических исследований.-Этим требованиям удовлетворяет математическая схема кусочно-линейного агрегата, разработанная И.К. Коваленко, которая и легла в основу агрегативного подхода к моделировании сложных систем. -

При агрегативном подходе имитационная модель базируется на математическом понятии агрегативной системы, являющейся, стандартной формой описания широкого класса конкретных сложных объектов. Использование унифицированной математической формы модели сложной системы позволяет унифицировать.алгоритмы имитации и методы обработки и анализа результатов моделирования. Кроме того, важное значение имеет охват стандартными приемами анализа не только методов количественного исследования, но и все более широкого класса задач качественной теории сложных систем.

Анализ отечественной и зарубежной литературы, проведенный в диссертации, позволяет сделать вывод о возрастающей роли имитационного моделирования в практике планирования и управления и широте потенциальной' сферы его использования. Однако в настоящее время использование имитации носит несистемный характер: построенные имитационные модели зачастую моделируют только отдельные элементы производственного объекта, в большинстве случаев с их помощью решаются лишь отдельные задачи (внутрицехового планирования, подготовки производства, оперативного управления и т.д.).

На пути построения имитационных моделей достаточно слокных систем возникают как минимум три препятствия: большая трудоемкость создания адекватных имитационных моделей ¡ большой объем исходных -данных для моделирования, необходимость их сбора и ввода в ЭВМ ; сложность в постановке задачи моделирования, оценки адекватности модели и проведения имитационных экспериментов* Пути преодолеют этих препятствий для всех возможных сфер приложения имитационных моделей являются пока лишь объектом исследования. Вместе с тем специфика современного промышленного предприятия, оснащенного . автоматизированной системой управления, позволяет наметить такие пути в области приложения имитационных моделей к нуждам управления производством: во-первых, в условиях АСУ исключительная трудо-

емкость создания модели окупается путем систематического использования разработанной имитационной модели для решения задач управления ; во-вторых, любая АСУ как мощная программная система имеет специальные средства сбора, ввода и корректировки данных об объекте, большая часть этих данных с успехом может быть использована для имитационного моделирования ; в-третьих, в АСУ имеется четко определенный круг функциональных задач, решение которых с помощью имитационной модели может быть обеспечено соответствующим программным сервисом, кроме того, в АСУ имеется уникальная, по сравнению с другими сферами применения имитационного моделирования, возможность, постоянно наблюдая за поведением объекта, проводить ''перманентную" идентификацию и оценку адекватности его модели. Это обстоятельство повышает достоверность решений, принимаемых по результатам имитационного эксперимента.

Рассмотренные в диссертации проблемы имитационного моделирования в АСУ свидетельствуют как об исключительной перспективности применения метода имитации для решения задач управления сложными объекта!«!, тек и о наличии, ряда нерешенных задач в области имитационного моделирования сложных систем. Это подчеркивает необходимость дальнейшего совершенствования средств автоматизации имитационного моделирования, которое помимо основной цели: унификации подходов к созданию имитационных моделей, используемых для решения задач управления производством, должно иметь в виду татае уменьшение трудоемкости ручных работ и охвата систем, представляющих собой сложные структуры из разнородных элементов, а такке сн:жеш*е требований к подготовке пользователя по программированию, формализации и методам решения задач на ЭВМ. Кроме того, в настоящее время отсутствует единая идеология применения имитационного моделирования для решения задач управления. Роль имитационной модели а процессе принятия управляющего решения освещена далеко недостаточно. Все это наряду с проблемой унификации подходов к созданию имитационных моделей ставит и задачу разработки методологии использования имитационного шделирования для решения задач управления производством.

Требования к унификации имитационных моделей обусловлены, с одной стороны,спецификой объекта моделирования, а с другой -особенностями использования имитационных моделей в системах управления. С. формальной точки зрения, современный производственный

объект представляет собой сложную стохастическую динамическую систему многоуровневой структуры, содержащую нелинейные элементы, функционирующие как в дискретном, так и в непрерывном, времени. Функционирование производственного объекта имеет нестационарный характер с'возможным последействием. Таким образом, методика создания адекватной имитационной модели современного объекта управления относится к области теории сложных систем,и часть требований к унификации имитационных моделей определяется спецификой формальной интерпретации объекта моделирования как сложной системы.

Так как имитационная модель являэтся в конечном итоге машинной программой, а имитационная модель сложной системы - крупным программным комплексом, то вопросы создания, эксплуатации и модернизации модели лежат в области современных подходов к созданию программного обеспечения. Здесь на первое место выступают проблемы создания надежного, мобильного и гибкого программного обеспечения.

Особенности использования имитационных моделей в системах управления определяются прежде всего человеко-машинным характером современных систем управления производством. Здесь на первый клан выступают проблемы обеспечения эффективного диалога пользователя и модели, причем не только и не столько в разрезе программного обеспечения телекоммуникационных систем, сколько в аспекте понятийного взаимодействия, так как пользователь модели в системах управления - специалист в конкретной предметной области, не знакомый с тонкостями математики, имитации и программирования.

Систематический характер конструирования имитационных моделей для решения задач управления производством требует решения ряда насущных проблем автоматизации имитационного моделирования как в плане унификации, накопления и повторного использования разработанных фрагментов имитационных моделей, так и в аспекте программной поддержки эффективной технологии систематического . конструирования имитационных моделей.

Вторая глава диссертации посвящена изложению теоретических основ построения средств автоматизации.агрегативного моделирования в АСУ, В ней отмечается, что для разработки теоретических основ автоматизации агрегативного моделирования сложных систем необходима унификация описания имитационной моделибазирующаяся на

единой математической основе всех форм задания закона функционирования моделируемого объекта : содержательного описания, формализованного описашм, программной реализации. Для единого унифицированного описания элементов сложных систем целесообразно использовать общую математическую схему динамической системы с дискретным вмешательством случая, что приводит к хорошо развитому аппарату марковских процессов с дискретным вмешательством случая,положенному в основу разработки понятия кусочно-линейного агрегата.

Кусочно-линейный агрегат является частным случаем динаыичес-кой системы с дискретным вмешательством случая, ориентированным на математическое описание и программную реализацию процесса функционирования сложной системы на ЭВМ. Вместе с тем, общий аналитический вид задания кусочно-линейного агрегата не приспособлен для непосредственной программной реализации на ЭШ описания элементов сложных систем. Поэтому для разработки теоретически оскоз программной^ реализации кусочно-линейного агрегата необходимо опираться на тлеющуюся систему первичных понятий имитационного моделирования, хорошо зарекомендовавших себя при разработке существующих языков имитационного моделирования, а именно : события, являющиеся причинами скачков состояния агрегата, реализующие сами скачки и формирование выходных сигналов, и условия, описывающие выбор альтернативных вариантов реализации действий. Эти первичные понятия положены в основу концепции логической структуры процесса функционирования агрегата, предлагаемой в диссертации.

Под логической структурой понимается совокупность причинно-следственных связей, описывающих изменение состояния объекта.Формализуя объект в виде кусочно-линейного агрегата в качестве причин изменения состояний, выделил выход координат состояния на границу области и поступление в агрегат входных сигналов извне.Следствия представляют собой скачкообразные изменения состояний агрегата, выдачу соответствующих выходных сигналов и последующее движение.

Выход состояния агрегата на границу будем называть внутренним событием, а приход входного сигнала - внешним событием. Таким образом, множество событий представляет собой объединение

множества / $ внутренних событий и множества У ^/ внешних событий ' У 6'J £ ► / А: . Множество внутренних событий

будем интерпретировать как разбиение множества'граничных состояний агрегата на соответствующие подмножества ¿^„..Ль. выход на .¿2/ интерпретируется, как событие ¿у

Множество внешних событий представляет собой разбиение множества входных сигналов на подмножества /¿'V, ..., ^^ , где приход входного сигнала ^ ^С * интерпретируется как внешнее событие -Л' .

Так как состояние агрегата после скачка зависит не только от типа события, вызвавшего скачок, ко и от значения других характеристик агрегата, введем соответствующее понятие ситуации

/¿Л/, где ¿С'З- множество ситуаций, которое интерпретируется как разбиение пространства 7~" X ' 21. на подмножества (подпространства), каждое из которых порождает скачок состояния определенного типа.

, Соответствующий скачок состояния (и выдачу выходного сигнала) будем называть реакцией ^ £ £ ¿г , где / & 3" - множество реакций, интерпретируемое как разбиение множества всевозможных скачков агрегата на соответствующие типы преобразований состояния (и формирования'выходных сигналов).

Отображение ? Я 3 ' 3 3 назовем логической структурой функционирования агрегата. Каждая ситуация зада-

ется как булева функция от соответствующих условий '¿/г, ■■■. Каждое условие - предикат, заданный на некотором подмножестве множества

. Каждая реакция есть в общем

случае список элементарных действий над состоянием аг-

регата, в результате которых возникает новое состояние ^ ^ и соответствующий выходной сигнал У

Логическая структура есть отображение ' Д •' где 2 о 3 - множество обстоятельств, а / £ У - множество

РваКЦИЙ' ' 7 . г „ /,/> ■

I. Множество обстоятельств ? ® у ~ < Л У * Р

1.1. ' - множество событий К* ~

1.1.1.

- множество внутренних событий (выход на группу граней)- у

1.1.2. - - множество внешних событий (приход входного сигнача из определенного подмножества).

1.2. / <? 3 - множество ситуаций, С""' - булева функция от условий г/^

1.2.1. 2 ^ - множество условий, где & i предикат на множестве

1.2.I.I. /Л/ - множество гюинципиальных координат состояний ■

2. Множество реакций J" как комбинация ■ ¿f G ? &

2.1. /V/

- множество действии. Введенное понятие логической структуры функционирования агрегата использовано в диссертации в качестве теоретической основы автоматизации имитационного моделирования.

Для разработки унифицированного подхода к описанию агрегатив-ных моделей целесообразно опираться па семиотическую концепцию описания моделей и соответствующие понятия: знак, слово, фраза, текст, словарь, интерпретация в заданном словаре. Это позволит не только формализовать сам процесс описания, ко к использовать для соответствующих преобразований модели мощны:! формальны:', аппарат. Описание логической структуры функционирования агрегата в виде набора символов слоз 'с соответствующими отношениями удобно задавать е виде предлагаемой в диссертация унифицированной схемы агрегата.

Основной задачей данного подхода является упрощение процедур общения пользователя и модели, технологичность процесса создания модели на всех этапах: содержательного описания, формального описания и программного описания. Кроме того, важно обеспечить открытость описания (возможность и легкость внесения изменений), а также понятность описания для пользователя (обеспечение накопления и повторного использования).

Описание модели будем рассматривать как текст на некотором формализованном языке. Основной составляющей данного текста является формальное слово, которое представлено в тексте своим символом. Введем три класса символов слов : / J'A- f & Л ¿''J.

- слово будем называть событием (формальная приставка

ПУСТЬ) ;

^ - слово будем называть условием (формальная приставка

ЕСЛИ) ;

& - слово будем называть действием (формальная приставка ТОГДА). -

Каддий класс символов используется в тексте в соответствии со своим специфический назначением. ?<• к с/ - слова, объединяются в фразы. '

Правильно построенная фраза содержит один или несколько символов слов и всегда оканчивается ^ - словом.

Совокупность ^ -слов фразы будем называть.ситуацией, а & - слов той ле фразы - реакцией на эту ситуации. •

^—. ----—v--

ситуация реакция

Фразы могут быть объединены в набор. Набор содержит одну или несколько фраз.

Набор фраз, снабженный заголовком, будем называть формальным параграфом текста. В качестве заголовка параграфа используется одно и только одно & - слово.

Правильно построенный параграф содержит всевозможные ситуации к их реакции, относящиеся к событию, стоящему в заголовке параграфа.

Совокупность параграфов текста образует формальный раздел текста, относящийся к описанию отдельного элемента модели.

Задание формального текста в виде набора символов слов будем назызать унифицированной схемой текста модели.

Унифицированная схема текста является скелетом описания модели и монет быть обращена в'конкретный текст описания. Для этого необходимо провести интерпретацию унифицированной схемы в соответствующем словаре. Слозарь содер.тат символы слоз текста и их конкретную интерпретацию в любом необходимом языке. При этом каздый символ слова моает иметь несколько соответствующих интерпретаций, как в различных языках (полилингвистический словарь), так и в одном и том языке (формальная синонимия). Таким образом, для одно' злачной интерпретации необходимо задать конкретную функцию интерпретации , реализующую однозначное определение символов слов унифицированной схемы в словаре.

Интерпретированный токст называется инструкцией. Он задает алгоритм в некотором языке, определяемом соответствующим словарем. Этот алгоритм дюжет быть исполнен, если тлеется соответствующая "гипотетическая" машша, однозначно понимающая и выполняющая каждое слево к;:стру1щии. Общее правило (алгоритм) выполнения

инструкция состоит в следующем:

Исполнение фразы. Фраза, как алгоритм, имеет следующую логическую структуру : Если , тогда а1/ ¿Уа ■ ■ ■ иначе (переход к следующей фразе текста), и исполняется кек условный оператор, т.е. если значение условия = (истинно) выполняется совокупность действий, если (ложно) - осуществляется переход к следующей фразе.

Исполнение параграфа. Параграф инструкции описывает вс:о возможную совокупность действий, которые следует предпринят:- з случае применимости данного параграфа. Таким образом, правильно построенный текст параграфа содержит одну и только одну значимую фразу (т.е. фразу, для которой совокупность условий принимает значение (истина)). Двигаясь слева направо от первой фразы до фразы, для которой условие = (истина), находил соответствующую цепочку действий. Выбирая действия в указанном порядке слева налраво, выполняем их. По окончании цепочки действий параграф считается исполненным.

Исполнение текста. Исполнение текста, как совокупности параграфов, состоит в поиске значимого заголовка параграфа к исполнении соответствующего параграфа. Правильно построенный текст з ' области исполнения должен иметь один и только один значимый заголовок параграфа.

Введенное выше понятие исполнения семиотической схемы дает возможность формализовать лишь общий алгоритм ее исполнения,, при этом способ исполнения слоз текста задается неформалнзозако (в виде текста на абстрактном языке).

Для решения-вопросов программной реализации агрегативкых моделей на ЭВМ, унифицированную схему агрегата следует рассматривать как схему текста программы на абстрактном языке программирования. Первичные понятая унифицированной схемы : события, условия, действия, интерпретируются как соответствующие программные примитивы : метка, условный оператор (распознаватель), оператор присваивания (преобразователь). Вводится такке понятие памяти и соответствующие операции над ней. Интерпретацию унифицированной схемы в программном аспекте следует проводить в виде пошаговой детализации, характерной для структурного подхода к программировании.

Определение унифицированной схемы в программном аспекте включает память 77 и дза типа элементарных операторов (уни-фикатов) : ¿У- унификат и ^ - унификат. ¿7- унификат определим как оператор присвалва:шя (преобразователь), реализующий отображение ¿7 : /7 77 г и- - унификат как условный оператор (распознаватель), реализующий отображение :

// /¿5 // , заметим, что в данном определении ^ и операторн определены над всей памятью ^ , которая представляется единой для всех унификатов схемы. Унификат «/* определим как метку.

По аналогии с введенными выше понятиями фразы, параграфа и раздела текста, введем понятия оператора, блока операторов и программы. Конечную последовательность унификатов (элементарных операторов), оканчивающуюся л'- унишкатом, назовем оператором.

Совокупность операторов идентифицированных меткой »-Г ( 3 -унификат) будем называть блоком, набор помеченных блоков образует программу элемента модели.

Отметим следующее важное обстоятельство..

Программа элемента модели является подпрограммой головной программы, реализующей процесс имитации системы из элементов. Обращение к программам конкретных элементов происходит в опорные моменты времени, когда в данном элементе происходят существенные для имитации события (выход на границу или поступление входного сигнала). Г.о. реализация движения кусочно-линейных агрегатов, определение ближайшего события и вызов подпрограммы.элемента берет на себя головная программа модели. Из этсго следует, что подпрограммы элементов реализуют лишь соответствующие скачки кусочно-линейных агрегатоз. Это обстоятельство обуславливает способ исполнения унифицированной схемы.

Исполнение унифицированной схемы начинается с обращения головной программы к подпрограмме элемента. Это обращение реализуется в вида перехода на метку того события в унифицирование схеме, которое соответствует данному опорному (особому) моменту моделирования. Вызванный по метке 6' блок исполняется следующие образом : проверяются значения условий условного элементарного оператора, стоящего первым в блоке. Если все условия оператора

отображают память ^ в значении I (истина), то выполняющая соответствующие ¿У- унификатк (в результате чего память /7 преобразуется пошагово в //' ), после чего происходит передача управления в головную программу. Если хотя бы одно условие первого оператора не выполняется ( /7 - о ■ (ложно)), происходит переход на следующий оператор блока, который выполняется акало-, гично. Правильно построении;! блок содержит в данный опорный момент один и только один истинный набор условий.

Рассмотрим теперь проблему интерпретации унифицированной схемы. В отличие от текстовой интерпретации унифицированной схемы, ее программа« интерпретация реализуется в виде пошаговой детализации, характерной для структурного подхода к программировании.

При реализации такой интерпретации каждый унификат может быть представлен как соответствующая конструкция из операторов более низкого уровня. Если рассматривать унификат как соответствующее слово, то операторы нижнего уровня можно пони.7.ать как буквы. Они названы конструктами.

Для введения конструктов класс унифицированных схем соответствующим образом расширяется.

Память представляется как объединение следующих типов

памяти, разбитых на "ячейки?

X - входная память -*>, -, У - выходная память у,, ^ .. , у*.. Z - внутренняя память ¿ч г>г .... ^ % - память результата -Я . ^ О - память (па-лять для переменных условий) ^

Вводятся следующие типы конструктов : ^ - распознаватель ;

У* - преобразователь в (входа е состояние) ; У/ - преобразователь ^ з У (состояния в выход) ;

- преобразователь Z в 2 (скачок состояния) ;

- преобразователь в ^ ¿/ - и (состояния усло-

вий)

¿/л - преобразователь Z в ^ (накопление результата) ;

- преобразователь Я в ^ (обработка результата) ; ^ - формирователь случайной компоненты ( ^ ).

леди конструкт работает ке со всей памятью, а лишь с отдельны;.'.;: ячейками, в его запись включается индекс ячейки.

Таким образом.укификат унифицированной схемы может быть представлен как комбинация конструктов.

Для решения вопросов описания агрегативных систем в виде унифицированной схемы необходимо рассматривать описание агрегата с точки зрения его взаимодействия с другими агрегатами системы в . рамках механизма обмена дискретными сигнала!,ж. Унифицированная схема для этого соответствующим образом расширяется, в нее включается схема сопряжения агрегатов каналами связи.

Для развития теоретических основ автоматизации агрзгативного моделирования целесообразно использовать предлагаемый в диссертации подход к эквивалентным преобразованиям агрегативных моделей, который базируется на интерпретации унифицирован!ой схемы агрегата в терминах алгебры логики. В этом случае аксиомы алгебры логики получают ¿прокую интерпретацию в классе преобразований унифициро-. ванных схем агрегатов, что позволяет ввести ряд основных понятий : эквивалентность схем, разность схем, полнота и противоречивость и т.п.

На основе предлагаемого в диссертации подхода к эквивалентны;.! преобразованиям унифицирован!ых схем агрегатов решена задача хоулоеицик агрегативных систем, т.е. построение по заданному опи-сашвз системы из агрегатов с соответствующей схемой сопряжения эквивалентного ей агрегата. Композиция агрегативных систем позволяет преобразовывать исходную агрегативную модель из одной формы, более удобной для первичного задания пользователем, в форму, ориентированную на эффективную программную реализацию модели на ЭВМ: ликвидировать схему сопряжения, укрупнить элементы, унифицировать их программную реализацию и расположение в памяти. Появляется возможность проводить эквивалентные преобразования композировак-кого описания с целью последующей декомпозиции на более простые элементы.

На основе предлагаемого в диссертации подхода к эквивалентным преобразованиям унифицированных схем агрегатов решена задача декомпозиции агрегативной системы, т.е. построение по заданному описанию агрегата эквивалентной ей агрегативной системы. Декомпозиция полученного композкрованного описания после соответствующих

преобразований может привести к новому набору первичных элементов, более удовлетворительных с точки зрения сложности, прецедентности и унификации. Это обстоятельство делает эквивалентные преобразования агрегативных моделей не только и не столько абстрактным аппаратом трансформации описания, сколько мощным средством минимизации и оптимизации результирующего вида программной модели.

Предлагаемый в диссертации пример описшшя модели производственного комплексно-автоматизированного участка позволил проиллюстрировать и подтвердить 'эффективноеть эквивалентных преобразований, композиции и декомпозиции унифицированного описания агрегативных систем, а также показать перспективность предлагаемого в диссертации так называемого прецедентного'подхода к описанию агрегативных моделей.

Предлагаемая в диссертации унифицированная схема агрегата может быть подвергнута специальному логическому анализу с целью выявления причинно-следственных связей, образующих логическую структуру процесса функционирования агрегативной системы. Это позволяет развивать автоматизацию агрегативного моделирования в плане решения задач анализа и синтеза систем. Предлагаемые в диссертации процедуры непосредственного и опосредованного анализа причинно-следственных цепочек позволяют автоматизировать процесс поиска значимых параметров, влияющих на интенсивности наступления соответствующих событий и реакций, что особенно актуально для неквалифицированных в области моделирования специалистов. Предлагаемые процедуры не требуют от пользователя не только знаний в области . моделирования, но даже знаний об объекте, так как вся информация о влиянии соответствующих параметров на ход управляемого процесса заложена в унифицированной схеме и может быть получена автоматически.

Третья глава диссертации посвящена методологическим основам автоматизации агрегативного моделирования. Здесь отмечается, что математическое описание элементов сложных систем обычно ведется с использованием типичных математических схем, к которым относят весь арсенал формализованних описаний, накопленный в математике : конечные и бесконечные детерминистические и вероятностные автоматы ; дифференциальные, конечно-разностные и прочие уравнения, системы массового обслуживания, кусочно-линейные агрегаты и т.п.

Приведенный в диссертации анализ позволяет обнаружить известкуй неоднородность используемых схем: с одно;; стороны, четкие математические определения (автокаты, дифференциальные уравнения, кусочно-линейные агрегаты) и столь же общие способы задания (матрицы -.переходы, линейные преобразования,' распределения вероятностей к т.п.), с другой - описание элементов, алгоритмический даже словесно, при явном отсутствии какого-либо определения. Такие "слабо формализованные" для унификации программной реализации описания (особенно систем массового обслуживания) сейчас получили широкое распространение в среде пользователей моделей.

Системы массового обслуживания как схемы формализации характеризуются ориентацией на определенный реальный процесс (процесс массового обслуживания). Смена типа описания в классе СМО зачастую происходит путем смены самого процесса. Нгазкк к подобным ориентированны:.: схема:,: отдельные способы описания элементов (принадлежащим к классам автоматов, уравнений или агрегатов), задание которых з общем "универсальном" виде неудобно-или нецелесообразно. Подобные описания этих элементов задаются разнообразными частными способами (формулами, блок-схемами, алгоришши или словесно), которые в этом случае также часто-приобретают черты ориентации на определенный класс конкретных процессов. Все вышеизложенное позволяет ввести следующую "классификацию" математических моделей с программной точки зрения (процесс и параметры). Имеется ряд универсальных математических схем, для которых дано четкое формальное определение в общей, назовем ее канонической, форме. Кроме этого, каждая универсальная схема г.ороздает целое семейство неканонических описаний (частных, ориентированных на более узкие классы процессов), которые можно назвать натуральной Нормой задания универсальных схем. Это приводит к предлагаемой в диссертации концепции ориентированных схем формализации.

Ориентированные схемы формализации (ОСФ) являются устойчивыми модельными конструкциями, предназначенными для формализации ориентированных классов реальных элементов систем.Типичным примером ОСФ являются системы массового обслуживания, завоевавшие популярность для формализации всевозможных процессов, связанных с моделированием очередей, вычислительных систем, производственных ироц&сеоз и т.п. Представление в руки пользователей моделей, широкого набора ОСФ упрощает сам процесс формализованного описания

и избавляет от возможных ошибок, ОСФ в концептуальном виде отражают функционирование классов ¡сальных процессов, и в задачу пользователя входит лишь установление соответствия мезду реальными частями описываемого процесса и соответствующими концептуальными частями ОСФ.

Для ориентированных схем форлализации заранее формализуются и программируются фрагменты модели и обобщенные унифицированные схемы, связывающие события 5 , условия и. и действия в единый процесс функционирования элемента системы. Важной особенностью предлагаемого подхода к. описанию ОСФ является возможность широкой корректировки, как на уровне логической структуры унифицированной схемы, так и в плане конкретной интерпретации основных событий, условий и действий. Таким образом, относя реалышй описываемый объект к определенному классу ОСФ, пользователь получает в свое распоряжение готовую модель элемента системы.

Ориентирование схемы формализации могут использоваться не только для задания элементов систем. Имеется опыт описания в вид© ОСФ целых комплексов моделей для имитации сложных систем (вычислительные системы, модели цеха, завода и т.п.). В этом случав в описание ОСФ входит описание в виде унифицированной схемы типовой структуры системы, которая по предлагаемой в диссертации методике представляется в виде соответствующих коммутаторов, обеспечивающих описание сложного взаимодействия элементов систем. В диссертации проанализированы основные типы переменных структур и предложен унифицированный вид коммутатора, пригодного для ряда типовых переменных структур.

Удобство, гибкость и наглядность ориентированных схем формализации стимулирует их применение для описания не только самих моделей, но и других процедур, связанных с моделированием. В виде предложенной в диссертации унифицированной схемы могут быть описаны процессы, связанные с проведением имитационных экспериментов на модели и решением соответствующих задач.

Для описания процесса решения задачи в виде унифицированной схемы необходимо формализовать данный процесс в виде процесса функционирования соответствующего кусочно-линейного агрегатп и затем по разработанной в диссертации методике описать этот процесс в виде соответствующей унифицированной схемы. Такое концептуальное

единство основных процедур, связанных с моделированием, имеет ряд отмечаемых в диссертации методологических и практических преимуществ.

Унифицированный подход к описанию элементов сложных систем, схем взаимодействия элементов, а также процедур, связанных с проведением имитационных экспериментов на ЭЗМ, дает возможность обратиться к формализации специальных режимов проведения имитационных экспериментов, не имеющих аналога нэ только в схемах классических языков моделирования, но даже в реальном физическом мире. К специальным режимам проведения имитационных экспериментов относятся предлагаемые в диссертации : режим групповой передата сигналов в сетях элементов без обратных связей, а также преобразование сетей с обратными связями к сетям без обратных связей путем дублирования компонент состояния модели ; режим минимизации числа событий в модели путем формирования дальнейшего прогноза события (не ~t минимального, а ^ максимального при условии, что некоторые ситуации не наступят) ; режим прогноза имитационной модели в направлении, обратном реальному течению времени, Что дает возможность поменять местами причины и следствия в 'имитационном эксперименте ; режим параллельной имитации £ вариантов модели и t ее реализаций для быстрого принятия статистически достоверных решений и отбраковки тупиковых вариантов решаемой задачи ; эволюционный режим решения задачи моделирования, когда зедача синтеза системы решается в процессе имитационного эксперимента путем моделирования функций корректировки модели в процессе имитации.

В четвертой главе рассматриваются методы реализации агрега-тивных моделей в АСУ. Здесь отмечается, что проблема программной реализации агрегата - одна из основных проблем повьшения эффективности агрегативного моделирования. В соответствии с задачами диссертации, исследование класса алгоритмов функционирования агрегата проводилось с целью выяснения следующих вопросов: обладают ли алгоритмы определенной спецификой, которая бы позволила унифицировать процесс их программной реализации и позволяет ли эта специфика создать для данного класса алгоритмов определенную методику программирования, более адекватную классу этих алгоритмов, чем традиционные методы программной реализации, существовавшие до начала данного исследования. Данная методика программиро-

вания должна преследовать следующие основные цели : дать в руки разработчиков модели концептуальную основу для унифицированного описания элементов коюсретных систем в виде кусочно-линейных агрегатов ; позволить такум образом структурировать программу функционирования агрегата, чтобы максимально упростить внесение изменений ; создать предпосылки для накопления программных фрагментов функционирования агрегатов и стимулировать разработчиков модели к использованию имеющегося программного обеспечения в новых имитационных моделях ; создать возможность для автоматизации компоновки новых моделей из имеющихся фрагментов, а также автоматизации ввода параметров в модель (бланки разработчиков и пользователей . модели ) .

Для решения вопроса программной реализации, агрегата необходимо использовать современные подходы к создания программное обеспечения, прежде всего, методику структурного программирования и программирования таблиц решений. Одним из основных тезисов структурного программирования является указание о том, что структура программы должна отражать структуру вычислений, которые она порождает. Для программной реализации алгоритмов моделей необходимо дополшть этот тезис следующим ; структура программы модели должна отражать логическую структуру моделируемого процесса. Решение этого вопроса обеспечивается применением предложенной в диссертации унифицирован! ой схемы агрегата. В соответствии с приведенными в диссертации исследованиями было установлено, что целесообразно использовать следующую двухуровневую структуру ирограм-. мы, описывающей скачок кусочно-линейного агрегата. Верхний уро-вонь, управляющий, получает от головной программы модели принципиальные координаты состояния и входного сигнала, с выхода управляющего блока снимается номер частной реакции, осуществляющей скачок состояния. Нижний уровень, исполняющий, реализует скачок по указанной частной реакции. Управляющий блок целесообразно описывать программно в виде соответствующей таблицы решений, исполняющий блок - в виде линейной цепочки типовых действий, выделение которых опирается на физический смысл моделируемого процесса. Одни и те же действия могут входить в цепочки разных реакций, что упрощает программную реализацию скачков кусочно-линейного агрегата.

Информационная модель агрегата в памяти ЭВМ представляется в виде соответствующей строки архива элементов, куда заносятся: таблица решений для управляющего блока, имена процедур для типовых действий, адреса регистров, параметров состояний, входных к выходных сигналов. Кроме того, строка содержит номера элементов, связанных с данным по схеме сопряжения. Строка архива элементов .представляет собой совокупность параметров для настройки программы имитации элемента на конкретный моделируемый агрегат. Принципиальным является то обстоятельство, что строки архива элементов предлагаемой в диссертации структуры могут формироваться автоматически, по информации, заданной разработчиком или пользователем модели на бланках. Предлагаемая в диссертации стандартная форма бланка и алгоритм его преобразования в стандартную строку пригодны для широкого класса элементов агрегатиьных моделей.

Для обеспечения автоматизации этапа разработки модели целесообразно использовать предлагаемый в диссертации подход, программно реализуемый в виде генератора агрегативных моделей. Генератор предназначен для выполнения следующих функций; ввод унифицированных схем функционирования агрегата, синтаксический контроль,контроль логической структуры унифицированной схемы (полноты, двусмысленности, противоречивости), построения по унифицированной схеме эквивалентных таблиц решений, эквивалентные преобразования унифицированных схем, интерпретации унифицированных схем при наличии соответствующих словарей интерпретации.На выходе генератора могут быть получены: содержательная, формальная и программная интерпретация введенной схемы. Кроме того, генератор формирует структуру и состав бланка пользователя.

Для процесса проведения имитационных экспериментов предлагается использовать разработанную в диссертации концепцию, реализуемую в виде соответствующего комплекса программ. Комплекс осуществляет имитационные эксперименты, фиксацию и обработку промежуточнь результатов, последовательную смену вариантов расчета, окончательную обработку и ввдачу результатов. Все эти функции выполняются в рамках задаваемой пользователем стратегии решения задачи,'.обеспечивающей, кроме указанных выше операций, проверку выполнения, соответствующих, условий, диктующих переход к той или иной альтернативной ветви решэния задачи. Комплекс построен по модульному

принципу и содержит соответствующие библиотеки вариантов типовых программ.

Для обеспечения эффективной программной реализации процесса проведения имитационных экспериментов целесообразно исдлдьзозать предложенные в диссертации подходы к планированию распределения внешней и оперативной памяти ЭВМ. Разрабатываемые до начала данного исследования имитационные модели имели существенные ограничения как на число элементов, так и на сложность самих элементов, так как были ориентированы на хранение сведений об элементах в процессе имитации только в оперативной памяти. Предложенные в диссертации программно реализованные алгоритмы обеспечивают решение проблемы размерности модели для широкого класса агрегативных систем.

Все рассмотренные выше подсистемы, связанные с автоматизацией процесса агрегативного моделирования, целесообразно объединить в специальный пакет программ - автоматизированный технологический комплекс систематического конструирования агрегативных моделей, состав и структура которого предлагается в диссертации.

Пятая глава посвящена обобщению результатов практической реализации агрегативных моделей в АСУ. Здесь отмечается, что обобщение результатов практической реализации агрегативных моделей целесообразно качать с методологических аспектов создания агрегативных моделей и их использования для решения соответствующих задач. Такая методология е диссертации формализуется в виде конвейерной технологии агрегативного моделирования (А-технологик), которая описавост основные этапы,, типы проводимых работ, соответствующие рабочие г места и специализацию исполнителей. Применение А-технологии позволяет перейти от кустарных методов создания моделей к серийному конструированию агрегативных моделей для нуад управления. Внедрение А-технологии дает эе^фект как за счет экономии средств з связи с ликвидацией дублирования работ, так и с ростом общего качества моделей в связи с унификацией.

Обобщение методики практической реализации агрегатиаккх моделей для решения задач управления целесообразно проводить в два этапа. На первом формализуются-основные понятия, связанные с управлением организациошю-техкическими системами : объект управления, система управления, цели управления и т.п. Па втором с исшльзоиа-

нием введенных понятий определяется место агрегативного моделирования в процессе управления и, таким образом, обобщаются результаты практической реализации агрегативных моделей в АСУ.

Формализацию процессов управления целесообразно проводить на основе использования математического аппарата теории агрегативных систем, являющейся.концептуальной основой для решения задач, рассматриваемых в диссертации. Для формализации объекта управления и системы управления необходимо использовать введенное в диссертации понятие динамической системы с дискретным вмешательством случая, доопределив его множеством возможных возмущений нормального процесса функционирования объекта.

В соответствии с введенной ко реализацией, функционирование системы управления происходит следующим образом. В момент очередного скачка состояния объекта управления проверяется условие близости состояния объекта к общей целевой границе системы управления. Случай близости к границе интерпретируется как момент времени, требующий управляющего воздействия. В этот момент формируется соответствующее управляющее изменение состояния объекта. В случае недостаточности управления (еыход за границу управляемости) формируется и. выдается сигнал в подсистему высшего уровня о необходимости корректировки ресурсов управления '/ли целевой границы.

Определение момента необходимости управляющего воздействия является одним из принципиальных актов в методологии имитационного управления. От ввда этого оператора зависит, будет ли система управления системой упреждающего или запаздывающего типа. Развитие методологии упреждающего управления является одним из перспективно; приложений метода имитации к управлению сложными объектами. Для определения момента необходимого управления следует ввести меру близости траектории объекта к целевой границе. Существует два основных подхода к заданию меры : на основании фактического отклонения и на основании прогноза поведения траектории системы. Основой второго варианта, относящегося к упреждающему управлению, является имитационная модель управляемого объекта.

Прогнозирующая способность имитационной модели упреждающего управления 'базируется на дополнительной информации, которая проистекает трех источников : сведений о поведении объекта управления, ььлоаашшх в модель при ее создании ; параметров и состояний

наступившей ситуации в момент начала прогнозирования; сведений о предполагаемых возмущениях нормального процесса функционирования объекта, которые имеются в распоряжении пользователя модели.

Определив момент необходимости управления, система переходкг к формированию соответствующего управляющего воздействия. Здесь специфика имитационного управления заключается в активной роли человека, формирующего на основании своего личного опыта и знаний конкретной производственной ситуации, предполагаемые управляющие воздействия, которые будут оцениваться на модели. Принципиальным здесь является то обстоятельство, что лицо, принимающее решение, располагает существенной оперативной информацией как о предполагаемых возмущениях, так и о наличествующих параметрах производства, которые вводятся в модель. Такой диалог с моделью дает возможность учитывать множество "скрытых" факторов, которые обычно оказываются за бортом формальных методов.

Целесообразно рассмотреть и задачи имитационного планирования, т.е. планирование деятельности объекта управления на имитационной модели. Задача имитационного планирования не только выбрать определенный план работы объекта путем оценки вариантов имеющихся планов, но и обеспечить эффективное выполнение этого плана путем прогнозирования множества неблагоприятных ситуаций, "узких мест", которые могут возникнуть в процессе его выполнения. При этом появляется возможность заранее вшзить тенденции, приводящие к критическим ситуациям, и заранее подготовить соответствующие управляющие воздействия (подтягиваете управляющих ресурсов). Это позволит подготовить такие решения, которые в противном случае, в силу длительности подготовки, нельзя было бы использовать вообще. Все это формирует- определенную комфортность управления, делая его более, обдуманным и действенным.

По результатам имитационного планирования может быть подготовлено несколько вариантов планов с соответствующими оценками устойчивости по'-.отношении к возможным возмущениям, что дает основания лицу, принимающему решение, выбрать один из вариантов, как-более соответствующий тлеющимся возможностям компенсации неблагоприятных воздействий. -

Описанный в диссертации подход к использованию имитационных моделей в управлении ( имитационное -прогнозирование, имитационное управление, имитационное планирование} предполагает наличие

комплекса имитационных моделей объекта управления. Однако, столь широкое внедрение метода имитации в практику управления было бы невозможно в рамках традиционных, кустарных методов создания имитационных моделей. Это обстоятельство продиктовало необходимость разработки предлагаемого в диссертации унифицированного имитационного подхода к созданию агрегативных моделей, соответствующей технологии и программного обеспечения.

В качестве перспектив использования агрегативного моделирования в диссертации предлагается комплексный подход к применению метода имитации при создании и функционировании сложного объекта, который состоит £ рассмотрении взаимоотношения объекта и его модели на всех стадиях существования объекта, начиная от возникновения замысла через его проектирование, создание и эксплуатацию к реорганизации или уничтожению объекта, как отслужившего свой срок. Основным критерием эффективности объекта в этом случае является совокупный вклад в национальный доход страны за весь период его существования.

Основной постулат комплексного подхода состоит в следующем : модель объекта, предназначенная для решения конкретной задачи, на любой стадии существования объекта должна создаваться путем уточ-, нения и корректировки модели, созданной на предыдущей стадии его существования,и,в свою' очередь, служить основой для моделирования объекта в дальнейшем. Существовавшая' до начала данного исследования методика создания моделей требовала трудоемкого этапа изучения объекта, созданного другими, на каждой стадии использования модели. Естественно, что это обстоятельство не способствовало должной эффективности использования метода моделирования.

Любая стадия проектирования объекта должна быть одновременно и стадией создания его модели, так как автор осуществляемой разработки является наиболее' компетентным специалистом во всех тонкостях проектируемого объекта. В этом случае передача готового проекта и зго системы управления является одновременно и передачей на следующий этап машинных носителей,' содержащих исчерпывающую модель. Такой "имитационный проект" не только послужит основанием для дальнейшего использования модели при функционировании-объекта, но к позволит оценить в динамике особенности Функционирования объекта в критических ситуациях, возможности управления и реорганизации.

Проведенные в диссертации исследования по автоматизации агрегативного моделирования, направленные на облегчение восприятия модели, внесение изменений, унификации и стандартизации основных составляющих модели, и разработанная технология их изготовления, накопления и повторного использования как раз и направлены на полнейшую реализацию комплексного имитационного подхода к созданию модели объекта на всех этапах его существования.

В заключении коротко сформулированы основные результаты исследования.

1. В области теории агрегативного моделирования :

- сформулировано понятие унифицированной схемы кусочно-линейного агрегата, являющееся концептуальной основой решэния задач аг^ регативного моделирования в АСУ ;

- на базе введенного понятия унифицированной схемы разработана методика эквивалентных преобразований агрегатов и агрегативных систем, которая позволяет проводить решение задачи композиции агро-гативной системы в эквивалентный агрегат, задачи декомпозиции агрегата в эквивалентную ему агрегативную систему, проводить минимизацию агрегативного описания и анализ полноты и непротиворечивости логической структуры агрегетивной модели ;

- на основе интерпретации унифицированной схемы, как причинно следственной конструкции, разработана методика логического анализа описания. агрегативных систем с целью решения задач исследования агрегативного описания ситуационными методами.

2. В области методологии агрегативного моделирования:

- на базе унифицированной схемы агрегата разработано понятие ориентированней схемы формализации, как устойчивой модельной конструкции, предназначенной для компоновки сложной модели из фрагментов ;

- разработана методика использования ориентированных схем формализации для описания элементов моделируемых систем, структуры систем, в том числе систем с изменяемой и управляемой структурой, процедур, связанных с решением имитационных з ач, проведением имитационных экспериментов.

3. Б области разработки программного обеспечения :

- на базе унифицированных схем агрегатов разработана методика программной реал зацки агрегативных моделей на ЭВМ, разработан унифицированный вид информационной модели агрегата в оперативной

и внешней памяти ;

- разработаны состав и структура генератора агрегативных моделей, предназначенного для ввода унифицированных схем агрегатов, синтаксического и логического контроля, построения эквивалентных таблиц решений и генерации содержательной, формальной и программной интерпретаций унифицированных схем моделей ;

- разработаны состав и структура подсистемы проведения имитационных экспериментов, в рамках задаваемой пользователем в виде унифицированной схемы стратегии решения задачи ;

- разработаны состав и структура автоматизированного технологического комплекса систематического конструирования моделей, объединяющего все рассмотренные подсистемы в единый технологический комплекс ;

- разработана конвейерная технологическая схема агрегатив-ного моделирования, включающая все этапы технологии, начиная от постановки задачи, через создание модели и оценку ее адекватности к.получению и внедрению результатов моделирования.

4. В области обобщения результатов практической реализации :

- проведено обобщение опыта применения агрегативных моделей для решении задачи управления в виде соответствующей методологии упреждающего управления, базирующегося на имитационном прогнозировании поведения объекта, имитационном планировании и имитационном управлении в критических ситуациях ;

- предложен комплексный подход к применению имитационного моделирования при проектировании, создании и функционировании сложного объекта и его системы управления, состоящий в том, что моделирование объекта для решения конкретных задач на любой стадии существования проводится путем корректировки модели, созданной на предыдущей стадией, в свою очередь, служит основой для моделирования объекта в дальнейшем. Все обобщения базируются на проведенных в диссертации.исследованиях по автоматизации имитационного агрегативного моделирования.

5. В области практической реализации результатов диссертации разработаны и внедрены в АСУ агрегативные модели : .

- краткосрочного кредитования строительных организаций в сие теме финансирования капитального строительства МГК Стройбанка CGC

— производства оптического стекла на Лыткаринском заводе оптического стекла (ЛЗОС);

— комплексного автоматизированного робототехнологического участка в системе проектирования ЦНИТИ;

— измерительно-вычислительного комплекса в системе автоматизации научных экспериментов АН СССР;

— системы сбора и первичней обработки информации в АСУ склада МТС, г. Одинцово Московской области.

Экономический эффект от внедрения практических разработок составил 172 тыс. рублей.

Оснсвное содержаниз диссертации изложено в следующих работах:

1. Буслгнко В. Н. Об алгоритмах эквивалентных структурных преобразований для сложных систем с ориентированными связями//Электрон, техника. Сер. 9, АСУ. — 1973. — Вып. 4(8). — С. 17—26.

2. Имитационная модель агрегативной системы / В. Н. Буслгнко, Н. П. Бусленко, В. В. Калашников, В. И. Лутков // Программирование. —

1975. — № 1, —С. 60—71.

3. Буслгнко В. Н., Чащник Е. И. О стандартной форме представления данных для имитационного моделирования сложной системы // Там же. —

1976. — № 5. — С. 74—78.

4. Бусленко В. Н., Васильев А. Н. Об одном подходе к организации комплекса программ реализации процесса моделирования//Там. же.— № 6. — С. 68—74.

5. Буслгнко В. Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем.—М..- Наука, 1977. — 240 с.

6. Бусленко В. Н. Универсальная имитационная модель сложной системы // Докл. АН СССР. — 1977. — 233, № 3. — С. 308—310.

7. Бусленко В. Н., Колгушкин А. С. Моделирование системы первичного сбора и обработки информации на универсальной автоматизированной имитационной модели // Электрон, техника. Сер. 9, Экономика и системы упр. — 1978.— Вып. 1(26). —С. 58—65.

8. Бусленко В. Н. Об алгоритмической форме описания кусочно-линейных агрегатов // Программирование. — 1978. — № 1. — С. 74—76.

9. Бусленко В. Н. Эквивалентные преобразования имитационного описания агрегативных систем // Теория сложных систем и методы их моделирования. — М.: ВНИИСИ, 1982.— С. 31—41.

10. Бусленко В. Н. Логический анализ причинно-следственных связен имитационного описания агрегативных систем //Там же.— 1984. — С. 17— 25.

11. Бусленко В. Н., Каганович В. Л., Дашкова Е. Г. Вопросы разработки технологии агрегативного моделирования//Программирование.— 1989. — Ха 1. — С. 15—24.

Подп. в печ. 29.06.89. БФ 21414. Формат 60X84/16. Бум. писч. Офс. печ. Усл. печ. л. 1,86. Усл. кр.-отт. 1,86. Уч.-изд. л. 2,0. Тираж 100 экз. Зак. 1200. Бесплатно.

Редакционно-нздательский отдел с полиграфическим участком Института кибернетики имени В. М. Глушкова АН УССР 252207 Киев 207, проспект Академика Глушкова, 20