Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В настоящее время технология производства летательных аппаратов претерпевает существенные изменения не только потому, что внедряются новые информационные и коммуникационные системы. В силу отсутствия стабильного статического рынка произошли структурные изменения в организации работ предприятий РКТ.
Развиваются новые схемы кооперативного взаимодействия, в рамках которых совокупность предприятий РКТ оформляется как законченная самостоятельная структура, осуществляющая обеспечение всех этапов жизненного цикла изделия, включая и применение по назначению. В этих условиях иерархически организованная структура с преобладанием вертикальных связей заменяется организационно-экономической распределенной структурой с приоритетом горизонтальных связей. На первый план выдвигаются проблемы ресурсов и технологий, причем распределение первых и планирование (выбор) вторых осуществляется в новой внешней среде "нечетких" ограничений, не позволяющей установить взаимнооднозначные соответствия в системе отношений предпочтения при выработке решений.
В связи с этим рассматриваемое в диссертации новое решение комплексной задачи планирования в больших организационно-технологических системах, направленное на получение сбалансированных решений в среде нечетких ограничений, является актуальным.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель исследования заключается в повышении эффективности распределения ресурсов по стадиям жизненного цикла изделия за счет принципа организации в нечетких ситуациях кооперативного взаимодействия предприятий РКТ, разработки многоуровневой системы математических моделей многомерных технологических и экономических объектов и их логических связей в процессе планирования на основе автоматизации процедур принятия решений.
ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, выносимые на защиту.
1. Математическая модель координирующего органа в организационно-техно
логической системе предприятий РКТ (целевое распределение суммарного ресурса
на конечном множестве взаимосвязанных работ).
2. Принцип организационного взаимодействия в нечетких ситуациях с
преобладанием распределенных сетевых структур с приоритетом горизонтальных
связей.
-
Результаты анализа общей линейной модели производства с нечетким принципом организации, позволяющие обосновать ее принадлежность к математическим моделям задач выпуклого программирования.
-
Метод кусочно-гладких штрафных функций для решения задач выпуклого программирования и алгоритм обработки общей линейной модели производства методом кусочно-гладких штрафных функций.
-
Алгоритм разработки оптимального плана транспортировки изделий РКТ с использованием двухуровневой схемы оптимизации на основе "нечеткой" декомпозиции Данцига-Вольфа при фиксированной матрице транспортных издержек.
-
Принцип построения концептуальных элементов многопользовательского дорожно-специализированного программного комплекса "Атлас федеральных дорог России":
картографическая система (объектно-ориентированная модель представления карты; однозначная связь между визуальным и справочным объектом; возможность р расширения; масштабирование, фильтрация, автоматическая генерализация карты) и
информационная система (технология вычислений клиент/сервер; надежный многопользовательский режим; оперативный доступ к данным о дорожных объектах; интегрированная информационно-справочная подсистема).
Программная реализация системы данных и алгоритмов обработки информации.
-
Принципы построения и функциональная структура комплексной телекоммуникационной системы.
-
Многокритериальная модель оценивания стоимости путевого маршрута при транспортировке изделий РКТ с учетом интенсивности движения (интерпретируемой как максимальный поток грузов в единицу времени), геофакторов, мобилизационных мероприятий, а также телекоммуникационного обслуживания.
Алгоритм пошаговой перестройки математической модели транспортной задачи в зависимости от комплексной оценки стоимости путевого маршрута в условиях четких и нечетких отношений предпочтения.
9. Результаты внедрения формализованных принципов планирования в назем
ную отработку изделий РКТ.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В отличие от существующих математических моделей распределения ресурсов математическая модель координирующего органа в организационно-технологической системе предприятий РКТ разработана с использованием формального аппарата теории дифференциальных уравнений и представлена системой п дифференциальных уравнений первого порядка, где и - мощность множества взаимосвязанных работ; оценка устойчивости модели распределения выполнена методом Ляпунова.
Предложенный нечеткий принцип организации в отличие от вертикально соподчиненных организационных структур допускает возможность взаимозаменяемости (замещения) производственных процессов (т.е. существование процессов с тем же самым выпуском продукции) и возможность разных выпусков для отдельных производственных процессов; это означает отсутствие взаимнооднозначного соответствия между производственными процессами и выпускаемой продукцией, что обеспечивает гибкость и высокую степень адаптации базовых условий функционирования предприятий РКТ.
Результаты анализа общей линейной модели производства отличаются полнотой и строгим доказательством возможности сведения математической модели производства с нечетким принципом организации к математической модели линейного программирования.
Разработанный метод кусочно-гладких штрафных функций для решения задач выпуклого программирования позволяет свести задачу программирования к задаче без ограничений и найти точное решение при конечных коэффициентах функции штрафа (в отличие от алгоритмов, основанных на использовании непрерывно дифференцируемой функции штрафа, с помощью которых решение исходной задачи удается найти лишь асимптотически при стремлении коэффициента штрафа к бесконечности) и без повышения размерности задачи (в отличие от алгоритмов, основанных на использовании функций Лагранжа).
Алгоритм обработки общей линейной модели производства методом кусочно-гладких штрафных функций в отличии от симплекс-метода не требует дополнительных процедур для выбора некоторого базисного решения.
Алгоритм разработки оптимального плана транспортировки изделий РКТ с использованием двухуровневой схемы оптимизации отличается сведением транспортной задачи к задаче блочного программирования, в которой условия-равенства разделяются на два блока, а в результате использования нечеткой декомпозиции Данцига-Вольфа локальная задача распадается на п независимых подзадач, каждая из которых имеет одно условие-равенство. <
Предложены принципы построения концептуальных элементов многопользовательского дорожно-специализированного программного комплекса «Атлас федеральных дорог России», разработаны модели данных и выполнена алгоритмизация логических процедур обработки данных на основе единой базы данных и единого механизма управления данными.
Предложены принципы построения и функциональная структура комплексной телекоммуникационной системы; топология сети разработана с использованием двухуровневой схемы: «координатор - локальные подсистемы».
Впервые разработана многокритериальная модель оценивания стоимости путевого маршрута при транспортировке изделий РКТ с учетом интенсивности движения, геофакторов и мобилизационных мероприятий (связанных с проектированием объездов), а также телекоммуникационного обслуживания.
Впервые предложен алгоритм пошаговой перестройки математической модели транспортной задачи в зависимости от комплексной оценки стоимости путевого маршрута в условиях четких и нечетких отношений предпочтения.
Спроектирован, разработан и введен в эксплуатацию многопользовательский программный комплекс «Атлас федеральных дорог России» на узле связи и автоматизации ФДС России.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Представленные в работе результаты строго обоснованы математическим аппаратом общей теории систем, теории оптимизации, математическим аппаратом теории обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений с разрывной правой частью, теорией принятия решений.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработанные принципы планирования в больших организационно-технологических системах в среде нечетких ограничений использованы для решения следующих практических задач.
-
Стратегия планирования в среде нечетких ограничений использована в эскизном проекте изделий КВРБ, АНГАРА, разделы «Автономная отработка и ресурсные испытания (глава «Транспортные испытания»), «Транспортировка летного образца на космодром».
-
Многокритериальная модель оценивания стоимости услуг телекоммуникационных систем использована при отработке «Методики определения маршрутов при транспортных испытаниях».
-
Многопользовательский дорожный специализированный комплекс "Атлас федеральных дорог России" использован при разработке плана технического прикрытая мобилизационным отделом ФДС России.
-
Концепция построения телекоммуникационной системы использована для разработки пилотного проекта подвижной производственно-технологической и аварийно-вызывной радиосвязи вдоль автомобильной дороги "Москва-Волгоград";
частично реализованные принципиальные решения входят составной частью в методику транспортировки изделий РКТ по маршруту Москва-Капустин Яр (космодром).
5. Материалы работы использованы в учебном процессе МАТИ им. К.Э. Циолковского: лекции и практические занятия по курсу «Информатика и вычислительная техника».
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ. Результаты теоретических исследований внедрены в стандарт предприятия СТП 831/98-5. Комплексная программа экспериментальной отработки изделия КВРБ: определение видов нагружений при транспортных испытаниях.
Методика определения маршрутов при транспортных испытаниях реализована как программный продукт в системе поддержки принятия решений по аспекту оптимизации коммуникационных сетей.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основное содержание диссертации отражено в 10 публикациях.
Результаты исследований докладывались на всероссийских и вузовских научно-технических конференциях, международной выставке Gannover MESSE 94.
ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы (81 наименование) и приложений; изложена на&Гстраницах машинописного текста и содержит 56 рисунков и 12 таблиц.
