Повышение эффективности информационно-измерительных систем гибких автоматизированных производств за счет оптимизации вычислительных процессов

• Автор: Табуров, Денис Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИИУС ГАП

1.1. Анализ схем построения типовых структур ГАП и разработка обобщенной схемы ИИУС ГАП
1.2. Особенности современных технологий обеспечения надежности программного обеспечения ИИУС ГАП

1.3. Обоснование общего подхода к построению вычислительного процесса в ИИУС ГАП

1.4. Постановка задачи исследования

Выводы

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ

ОПТИМИЗАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В ВЕРХНЕМ КОНТУРЕ ИИУС ГАП

2.1. Анализ структур ИИУС ГАП

2.2. Математическая модель оптимизации вычислительного процесса
в верхнем контуре ИИУС ГАП
2.3. Учет функционирования ИИУС ГАП в условиях функциональной
деградации ее элементов
Выводы
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ
ОПТИМИЗАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В НИЖНЕМ КОНТУРЕ ИИУС ГАП
3.1. Математические модели оптимизации вычислительного процесса
в нижнем контуре ИИУС ГАП
3.2. Применение метода ветвей и границ для решения задач оптимизации вычислительного процесса в ИИУС ГАП
3.3. Общие принципы применения метода ветвей и границ для решения задач оптимизации вычислительного процесса в ИИУС ГАП..
3.4. Особенности применения методов оценки границ решения в методе ветвей и границ при решении задач оптимизации вычислительного процесса в ИИУС ГАП
3.5. Применение теории двойственности для оценки границ решения и определения порядка ветвления переменных в методе ветвей и границ..
3.6. Особенности применения градиентного метода Эрроу-Гурвица для
оценки границ решения в методе ветвей и границ
Выводы
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В ИИУС ГАИ
4.1. Результаты экспериментальной проверки разработанных математических моделей оптимизации вычислительного процесса
в ИИУС ГАП
4.2 . Оценка эффективности применения метода ветвей и границ для решения задач оптимизации вычислительного процесса в
ИИУС ГАП
4.3. Методические рекомендации по применению математического
аппарата оптимизации вычислительного процесса в ИИУС ГАП
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованной литературы
Приложение:
Акт об использовании

ВВЕДЕНИЕ
Современные информационно-измерительные и управляющие системы (ИИУС) нашли широкое применение в различных областях науки, техники и промышленности. В современном производстве, особенно в такой области как гибкое автоматизированное производство (ГАП), ИИУС играют ведущую роль в связи с усложнением алгоритмов технологических процессов, а также тенденцией распределения вычислительных средств между подсистемами ИИУС.
ИИУС ГАП - это инфраструктура, которая обеспечивает обработку и передачу данных от первичных преобразователей к управляющим вычислительным комплексам (УВК) и между ними. Такое решение позволяет в дальнейшем обеспечить внедрение новых функций с различными требованиями к объёму передаваемых данных и качеству их передачи.
От ИИУС ГАП во многом зависит эффективность работы все гибкой производственной системы. Рассредоточение вычислительной мощности по различным уровням и блокам ИИУС ГАП позволяет уменьшить потоки информации, сократить общее время обработки, повысить надежность систем, обеспечить гибкость построения структур и программ обработки информационных потоков.
Именно поэтому проектированию ИИУС ГАП в последнее время и уделяется большое внимание [1 - 10]. Однако, в целом, задачи анализа и синтеза ИИУС ГАП в целом недостаточно проработана. Существующие методики анализа и синтеза ИИУС ГАП и алгоритмов обмена информацией либо требуют больших вычислительных мощностей, либо не позволяют найти наилучший вариант.
Кроме того, отличительной особенностью современной ситуации в области ИИУС ГАП является трудность построения структур таких систем из-за сложных взаимосвязей структурных элементов, размещаемых на обширной территории, стремительный рост объёма измеряемых и передаваемых данных от гигабитов сегодня к террабитам завтра.

протоколов взаимодействия компонент ПС позволяют создавать сложные, распределенные комплексы программ высокой надежности.
Другим аспектом, влияющим на показатели надежности унифицированных программных комплексов, является их большая уязвимость при преднамеренных действиях: противника по
несанкционированному доступу или искажению информации в программных системах специального назначения. Унификация программных систем (программных модулей, интерфейсом, протоколов) как на внутреннем так и на внешнем уровнях облегчает противнику задачу доступа и влияния на программный комплекс на всех уровнях управления. Поэтому в данном случае необходимо применять дополнительные меры по защите информации в системах управления на основе унифицированных программных комплексов.
Таким образом, для обеспечения надежности программного обеспечения ИИУС ГАП, его целесообразно строить на основе модульного принципа с использованием высоко унифицированных программных модулей.
1.3 Обоснование общего подхода к построению вычислительного процесса в ИИУС ГАП
Проблема синтеза ИИУС ГАП существенно упрощается, если учитывать специфику задач, решаемых в ней и условия ее функционирования. Особенностью таких систем является то, что в своей структуре они содержат ряд объектов, находящихся на значительном расстоянии друг от друга. Эти объекты оснащаются средствами связи (передачи данных) и средствами обработки информации необходимой производительности в соответствии с заданными информационными потребностями. Такие объекты формируют узлы сети ИИУС, которые могут быть представлены управляющими вычислительными комплексами (УВК).