Введение к работе
Актушыиигг» темы. Современный этап научно-технического прогресса в сферах производства и управления характеризуется внедрением компьютерных технологий, определяющих увеличение интеграции всех типов механизированного и автоматизированного оборудования: автоматизированных систем проектирования, систем управления технологическими процессами, устройств автоматической межоперационной передачи технологических объектов, роботов, автоматизированных испытательных комплексов контроля н диагностики. Растущая функциональная сложность в этой сфере порождает необходимость передачи и обработки больших информационных лотоксэ. Особо необходимо отметить перенесение "центра тяжести" рвбот по информатизации с федерального на региональный уровень. Создание и развитие информационных, информационно-вычислительных и автоматизированных систем и сетей региона имеет социальное, экономическое, организационно-правовое и другие значения. Однородность в построении отдельных компонентов больших систем, базирующихся на зтах технологиях, приводит к возможности объединения распределенных объектов. При этом функции объединения и поддержания целостност» выполняют потоки элементов, связывающие компоненты интегрированной системы. Проектирование и управление интегриро-паиными распределенными системами требуют принятия рациональных решений как на глобальном, так и локальных уровнях. В настоящее время применение автоматизированных средств в основном «ацелено на локальные уровни а меньше касается уровня'системы в целом.
Главная проблей» автоматизированного проектирования интегриро
ванных распределенных систем на верхнем уровне связана с обеспечением
их целостности ft двух аспектах; при распределении потоков элементов
между компонентами системы » адекватным- отражением жизненного
цикла на этапах рз-фаботки-"н функционирования. Методологической
основой решения указаиной проблемы являются системотехнический
анализ и синтез, а средствами - методы САПР и технической диагности
ки-.- - ;
Актуальность темы определяется необходимостью эффективного взаимодействия связей между объектами различной; природы на основе оптимального построения интегрированных распределенных систем, базирующихся на компьютерных технологиях, за счет обеспечения рационального объедшгеиш «oM(totte«troo путем целостного представления системы на этапе разработки средствамп автоматизированного проектирования, а на этапе функционирования - с использованием средств технической диагностики.
Работа выполнена п соответствгт с планом новой техники научно-производственного объединения "Электроника" (завода "Процессор") но разделу Ш "Создание и внедрение, модернизация специального тех-ио.іопіческого. контрольно-измерительного оборудования . iicno.iw>c-
2 мого при автоматизации и механизации "; договорной НИР "Корона" -"Исследование технических средств и выбор методов проведения внутрисхемного контроля устройств" , является частью комплексно- целевых мероприятий ло информационному обеспечению предпринимательства в рамках Федеральной и областной программ государственной поддержки малого предпринимательства в Российской Федерации на 1994-1995 годы, одобренной постановлением Правительства РФ от 29 апреля 1994 г. № 409 <собракие законодательства РФ 1994, №3, 213 с.); " Программой информатизации органов управления воронежской области " от 10 января 1995 года и соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета "Разработка САПР и автоматизация производства".
Цель «.задача КССлеЯОаа.СВЗ. Целью работы яшыется создание интегрированных распределенных систем как объектов проектирования и технической диагностики и разработка комплекса методов, моделей, алгоритмов и программных средств системотехнического анализа и синтеза, обеспечивающих целостность жизненного цикла при автоматизации их создания и функционирования.
Для достижения цели с работе решаются следующие задачи исследования:
исследование основных признаков интегрированных систем с распределенными материальными и информационными потоками и формирование принципов системотехнического анализа и синтеза их проектирования и эффективного функционирования;
разработка математического обеспечения автоматизированного системотехнического анализа и синтеза * форме v аелей и алгоритмов рационального выбора состава оборудования интегрированных распределенных систем;
построение системы обеспечения целостности жизненного цикла интегрированных распределенных систем на этапе их функционирования с применением средств самодиагностики и автоматического тестового контроля комплекса средств вычислительной техники (СВТ);
формирование базы данных и.элементов прикладного программного обеспечения для автоматизации тестового контроля;
рациональная организация автоматизированного производства СВТ
на базе математического обеспечения автоматизированного проектирова
ния интегрированных распределенных систем; о
применение разработанных методов системотехнического анализа и синтеза при создании информационно-телекоммуникационной системы органов управления и оценка ее эффективности.
Методы ятеледовмню, В работе используются методы системного анализа, исследования операций, оптимизации, теории марковских цепей, статистических сетей, принципы организации информационного и программного обеспечения локальных вычислительных сисгем.Проводятся экспериментальные исследования на примере автоматизированной системы производства СВТ и информационно-телекоммуникационных систем органов управления.
Щучиая яовизпа. В диссертации получены следующие основные результаты,' которые выносятся на защиту и характеризуются научной новизной:
принципы системотехнического анализа и синтеза, которые в отличие от традиционных обеспечивают целостность использования средств автоматизированного проектирования и технической диагностики на этапах разработки н функционирования интегрированных распределенных систем;
процедуры системотехнического анализа и синтеза состава оборудования интегрированных распределенных систем, отличающиеся математическими приемами преобразования исходной информации при многоэтапном решении прямой и двойственной задач линейного программирования п рациональном выборе на множестве доминирующих вариантов с учетом вероятностных характеристик;
предложен новый метод обеспечения целостности жизненного цик
ла интегрированных распределенных с стем на этапе функционирования,
заключающийся в комплексировании средств самодиагностики и автома
тического тестового контроля с целью повышения управляемости и на-
блюдаемости внутренних узлов оборудования;
структура базы данных и элементы прикладного программного обеспечения подсистемы автоматизированного формирования тестовых программ, которые впервые обеспечили сочетание режимов автоматической тест-генерации н диалоговой отладки средств технической диагностики;
комплекс оптимизационных моделей и алгоритмов автоматизированного проектирования интегрированных систем производства СВТ с использованием более эффективного, в сравнении с известным, способа декомпозиции на типовые компоненты при системотехническом анализе и агрегации при решении задач структурного синтеза;
разработана принципиально новая стру^.-ура интегрированной информационно-телекоммуникационной системы органов управления, эффективность которой обеспечена за счет ее рационального сегментирования и блочного построения локальных БД с использованием методов системотехнического анализа и синтеза
. 4 Щяктитшл .MfflWCTh Созданное программно-методическое обеспечение системотехнического анализа и синтеза обеспечило проектирование и техническую диагностику как автоматизированного производства' СВТ, так и интегрированных информационных систем. Реализованные математические приемы и вычислительные процедуры моделирования и оптимизации автоматизированного контроля предназначены для конкретного производства СВТ. Структурно-алгоритмические решения нашли применение при создании программных средств генерации и отладки тестовых программ технической диагностики. Разработаное специализированное оборудование позволило совместно с другими серийно-выпускаемыми СВТ создать оригинальную структуру комплекса технических средств автоматизированного производства. Разработанная методика контроля СВТ реализована в производстве мнкроЭВМ. Созданная глобальная информационно-телекоммуникационная сеть Воронежской области обеспечила обмен речевой, факсимильной и цифровой информацией о состоянии экономической и производственной деятельности в регионе между органами административного управления, включающая 32 района и города Воронежской области. В результате произведено структурирование номенклатуры баз данных, расширение возможностей имеющихся каналов связи за счет оптимизации оборудования, находящегося в сети.
Реализация И висдрсвие результатов,ра$0ТЫ Научные результаты нашли отражение в материалах НИР и ОКР, проводимых в рамках плана новой техники НПО "Электроника", где автор участвует в лице главного конструктора или заместителя главного конструктора по технологии: "КЛИМАТ VIII" Разработка стенда электротермотренировки контроллеров Ш1СІШ1ИК устройств ЭВМ;" КОРОНА" Исследова"ие и разработка технических средств и выбор методов проведения внутрисхемного контроля устройств; " КАЮТА f " Разработка 32-х разрядной ЭВМ; "КЛИМАТ X" Разработка стенда электротермотренировки процессорных устройств ЭВМ ; "КЛИМАТ XV Разработка стенда проверки динамического функционирования устройств СВТ; "КАНОЭ Г Разработка быстродействующей 16-ти разрядной мнкроЭВМ с СОЗУ; "КИПАРИС" Ііссло ювание возможности создания 32-х разрядной ПЭВМ.
В рамках профаммы ннформатизацли Воронежской области научные результаты нашли отражение в техническом проекте создания информационно-телекоммуникационной сети.
В процессе научно., работы реализованы три авторских свидетельства на изобретения, которые использованы при раїработке технических средств.
Основные положения диссертационной работы внедрены на іаводе "Процессор" при создании ГПС контроля и диагностики СВТ, АООТ-"Внлеофон" при соїдамин и внедрении сборочного цеха нилсомагнитофо-
5 нов, АО "Воронежсвязьинформ" и администрации Воронежской области при создании и внедрении информационно-телекоммуникационной сети, Воронежском государственном техническом университете в учебном процессе по курсам "Диалоговые системы и машинная графика" и "Автоматизация проектирования робоготехнических комплексов" для студентов специальностей 22О30О (САПР) н 210400 (Робототехнические системы я комплексы), что подтверджено соответствующими актами внедрения с суммарным экономическим эффектом 47 миллионов 100 тысяч рублей.
Аярсбавтзя работы. Основные положения работы докладывались и обсуддались. на. всесоюзной конференции "Системное моделирование производства, распределения и потребления" (Москва, 1986 г.), научно-техническом семинаре "Интегрированные производственные комплексы в радиоэлектронике и приборостроении" (Ленинград, 1986г.), VIII научно-технической республиканской конференции молодых ученых Дагестана "Автоматизация производства-и непельзеггшнг средств вычислительной техники в народном хозяйстве" (Миетхма, 1933г.), Всесоюзной школе-егмякарг молодых ученых и слешшистоз "Актуальные проблемы создания интеллектуальных САПР РЭА и СБИС* (Воронеж, 1989г.), отраслевой конференции "Современное состояние и перспективы развития технологического контрольно-измерительного и испытательного оборудования" (Москва, 1986г.), территориальной научно-практической конференции Теория и практика современной организации производства в ГПС и РИС" (Воронеж, 1987г.), на ссвещанг.и-семинаре молодых ученых и специалистов "Интегрированные САПР вТПС" (Воронеж, 1988г.), научно-технической семинаре "Системное проектирование ГПС (Владимир), научно-технической конференции "Автоматизация конструкторского проектирования РЭА и ЭВА" (Пенза, 1988г.), Республиканской научно-технической конференции "Автоматизащія контроля вычислительных устройств » систем" (Винница, 1988г.), Всесоюзной конференции " Моде-лироваиие САПР евтоматязкрованныхсистем иаучнчх исследований и ГАП" (Тамбов^ 1989г.), Всесоюзном совещании-семинаре "Разработка и оптимизация САПР и ГАП изделий электронной техники на базе высоко-проазводителышх миші О микроЭВМ " (Воронеж, 1989г.), Всесоюзной школе-семинаре "Методы искусственного интеллекта в САПР" (Воронеж, 1990г.), Международной научно-практической конференции "Рыночные механизмы и упргглмше о социальных и экономических системах" (Воронеж, 199Qr,), Всероссийском совещании-семинаре "Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине " (Воронеж, *994г.)й др.
HsSca^Sastt Оснозные теоретические полоасения, результаты и выводы по материалам работы нашли свое отражение в 51 опубликованной научной работе, в том числе в 3 книгах. *
Похожие диссертации на Системотехнический анализ и синтез при проектировании и технической диагностике интегрированных распределенных систем
