CC BY
13
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Гущин Ю.Г., Шелестов С.Ю., Мартыненко О.П., Парфенов И.И.
УДК 658.382.3
СОЗДАНИЕ ПРОФИЛЯ ОПЕРАЦИОННОЙ СРЕДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ С ПРИНЯТИЕМ РЕШЕНИЙ
Создание профиля операционной среды АСПР связано с решением комплекса задач, в совокупности составляющих аппарат профилирования. Аппарат профилирования представляет собой механизм агрегирования функциональности элементов информационной технологии управления, в практической реализации составляющей операционную среду системы, посредством определения наиболее эффективных их комбинаций для реализации необходимых сервисов с использованием базовых стандартов, стандартизованных спецификаций и решений, формализованных экспертных знаний [1]. Для построения стандартизованных спецификаций, регламентирующих функциональность модулей, осуществляется выбор опций для каждого из модулей, а также значений параметров, определяющих основные свойства модулей в информационной технологии управления [2].
Постановка задачи на построение профиля операционной среды АСПР реального времени представляется следующим образом [3,4]. Дано:
- множество А средств моделирования процесса принятия управленческих решений в условиях ограничения времени;
- множество В средств программной реализации унифицированных модулей автоматизированной системы;
- множество С средств реализации сервисов прикладной платформы базы данных;
- множество О средств реализации сервисов прикладной платформы операционной системы;
- множество Е специализированных программных продуктов для сбора и обработки данных.
Определить профиль операционной среды АСПР в виде объединения множеств А п В п С п О п Е средств реализации сервисов на базе решающего правила, которые в функциональной взаимосвязи обеспечивают необ-
ходимый набор сервисов Б для множества М модулей функциональности системы и ее операционной среды и соответственно требуемый уровень автоматизации организационного управления производственным процессом в режиме реального времени. В качестве обобщенных критериев построения профиля операционной среды принимаются стоимость С и эффективность Э, которые декомпозируются на составные критерии с последующей их декомпозицией для функциональных групп элементов, модулей функциональности и на нижнем уровне на частные критерии множеств А, В,С, О, Е.
Ограничениями являются:
- технические характеристики программных реализаций, используемых для создания и функционирования операционной среды системы;
- степень конформности компонентов операционной среды;
- уровень бесшовной интеграции модулей функциональности операционной среды.
Аппарат профилирования включает процедуры анализа и оценки многокритериальных альтернатив и выбора рабочего варианта профиля по заданным критериям стоимости и эффективности путем нахождения оптимального решения по Парето. Формализуется задача принятия решений с качественными переменными при многих критериях [5].
Создание профиля операционной среды АСПР для организационного управления производственным процессом в режиме реального времени включает следующие этапы.
1. Разработка модульной структуры операционной среды распределенной АСПР реального времени, интегрированной с производственными АИС и специализированными средствами сбора и обработки информации.
2.Определение признаков унификации модулей функциональности АСПР.
е
УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
3.Структуризация признаков унификации модулей системы в соответствии со стандартизованными спецификациями предоставляемых сервисов.
4.Построение функциональной модели АСПР реального времени на основе принципа унификации модулей.
5.Построение базовой модели профиля операционной среды АСПР, сопряженной с функциональной моделью системы, которая представляет требования конформности, сформулированные в общих терминах, и принципы построения классификационной схемы профиля по уровням декомпозиции сервисов.
6.Декомпозиция сервисов операционной среды АСПР и построение спецификации сервисов, предоставляемых через интерфейсы модулей функциональности, с выбором критериев профилирования по уровням декомпозиции в соответствии с эталонной моделью открытых систем.
7.Систематизация экспертных знаний для определения оценочных критериев каждого из множеств А, В,С, О, Е, выбор шкалы измерения экспертных оценок и построение матрицы оценок альтернатив для множеств А, В,С, О, Е.
8.Построение дерева критериев профиля операционной среды АСПР.
9.Построение обобщенных критериев по составным критериям иерархических уровней дерева оценочных критериев.
10.Формирование альтернатив реализации сервисов для множеств А, В, С, О, Е.
11.Качественная оценка альтернатив на заданном множестве критериев, согласование экспертных решений по оценке альтернатив
[5].
12.Определение функции полезности альтернатив на множествахА, В, С, О, Е.
13.Построение матрицы соответствия средств реализации сервисов, составляющей критерии-требования для взаимодействия модулей функциональности операционной среды системы.
14.Построение матрицы учитываемых критериев на основе системных требований АСПР реального времени.
15.Формирование вариантов профиля операционной среды с использованием метода селекции средств реализации сервисов по оценочным и учитываемым критериям и критериям — требованиям.
16.Определение функции полезности по составным критериям горизонтальных и вертикальных уровней дерева критериев и
обобщенным критериям стоимости и эффективности формируемых альтернатив [5].
17.Выбор рабочего варианта профиля операционной среды АСПР на основе решающего правила.
Структура решающего правила по выбору рабочего варианта профиля операционной среды АСПР включает следующие операции.
Спецификация сервисов Б{ операционной среды АСПР, предоставляемых через интерфейсы модулей функциональности, и выбор средств их реализации
5 . (М [К{, N ( А пВ пС п О п Е),, ],
где М1 - модули функциональности операционной среды АСПР; К - критерии профилирования модулей функциональности; N. - виды средств и способы реализации сервисов операционной среды; Т - базовые стандарты и рекомендации по способам реализации сервисов.
Определение средств реализации сервисов для модулей функциональности: Г ( М., К1, 5 ., N ): г [( А п В п С п О п Е ), Т _1 ],
где Т._1 - стандарты и рекомендации следующего уровня декомпозиции; г - средства реализации сервисов из множеств А, В,С, О, Е.
Определение совместимости средств реализации сервисов по критериям - требованиям и учитываемым критериям профилирования операционной среды АСПР:
г (М. ,5 N ):г. [(А п В пС п О п Е),Т _1,КТ ,Ку ]
Качественная оценка средств реализации сервисов, составляющих альтернативы на множествахА, В, С, О, Е:
г (М. ,К. ,5. ):г. [(А п В пС п О п Е),Т _1,КТ ,Ку ] -> ^ О (К,о нчо)
где О. - оценки альтернатив по 1 — ым критериям; К0о - оценочные критерии для множеств А, В, С,О, Е, Нчо - порядковая шкала оценок.
Определение функции полезности Р1 многокритериальных альтернатив:
Р (О, (Ко,НЧо),г ):(Р.А ,рВ р ,рО,рЕ ),
1 1 1
где РА =ЛА, РВ = ,РС,
]=1 1=1 1=1 11
РО =2>о, РЕ ; < ^
]=1 ]=1
- значение весовой функции ] — го критерия множеств А, В,С, О, Е; О А ,О В ,О С ,О О ,О Е - значение экспертной оценки - ой альтернативы ]
— го критерия множествА, В,С, О, Е.
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Построение спецификации элементов профиля операционной среды АСПР с учетом ранжирования альтернатив по значениям функции полезности:
М1 (Т1 ) РА ,РВ ,РС ,рО ,РЕ }.
Построение спецификации вариантов профиля операционной среды АСПР с использованием метода селекции функциональных элементов: БР = (М, хг, )х{ Р1А ,Р1В ,РгС ,р.0,р.Е }.
Выбор рабочего варианта профиля операционной среды АСПР, который соответствует максимальной результирующей функции полезности по обобщенным критериям стоимости и эффективности с учетом принятых ограничений:
БР ^ БР | тах{ РгА ,РгВ ,РгС ,Р° ,РгЕ }.
Построение вариантов профиля операционной среды АСПР базируется на применении подхода аналитической иерархии в оценке многокритериальных альтернатив, выбор рабочего варианта профиля осуществляется в соответствии с разработанной структурой решающего правила [3,4]. Полученное решающее правило отображает максимальную результирующую функцию полезности альтернатив по обобщенным критериям стоимости и эффективности, построенных в соответствии с деревом критериев. Рабочий вариант профиля опе-
рационной среды АСПР позволяет исключить избыточность средств реализации сервисов при одновременном повышении степени интеграции модулей функциональности и качества технологических процессов жизненного цикла системы в условиях эксплуатации.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Парфенова М.Я., Голубов А.А. Системное моделирование операционной среды автоматизированной системы с принятием решений в режиме реального времени //Машиностроитель.- 2005.- №5. — С.15-20.
2. Сухомлин В.А. Введение в анализ информационных технологий. —М.: Горячая линия — Телеком, 2003. 262с.
3. Парфенов И.И., Парфенова М.Я. Практика Великой теоремы Ферма применительно к интеллектуальным информационным технологиям. Приложение к журналу "Информационные технологии" № 12/2003. М.: Новые технологии, 2003. С.46-52.
4. Парфенов И.И. Цепные дроби — ожерелье мехатроники. М.: КомКнига, 2007. 78с.
5. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений. —М.: Логос, 2003. 412с.
