CC BY
0
УДК 338. 245; 681. 883. 46
DOI 10.52135/2410-4124_2021_3_50
ВОЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИИ АНАЛИЗ ДАННЫХ
ИЗ ИНФОРМАЦИОННО-СОПРОВОДИТЕЛЬНОЙ
СЕТИ ИЗДЕЛИЙ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
MILITARY-ECONOMIC ANALYSIS INFORMATION FROM THE INFORMATION AND MAINTENANCE NETWORK OF HYDROACOUSTIC EQUIPMENT PRODUCTS
ШАТОХИН АНДРЕЙ ВИКТОРОВИЧ
Генеральный директор АО "Концерн "Океанприбор", кандидат экономических наук
Shatokhin Andrey Viktorovich, General Director of JSC "Concern "Okeanpribor", Candidate of Economic Sciences, Saint-Petersburg, Russian Federation
СЕЛЕЗНЕВ ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ
Заместитель генерального директора АО "Концерн "Океанприбор"-Руководитель приоритетного технологического направления, доктор технических наук, профессор СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
Seleznev Igor Alexandrovich, Deputy General Director of JSC "Concern "Okeanpribor"- Head of the priority technological direction, Doctor of Technical Sciences, Professor of ETU "LETI", Saint-Petersburg, Russian Federation
ИВАКИН ЯН АЛЬБЕРТОВИЧ
Заместитель генерального директора по инновациям и проектам гражданского назначения АО "Концерн "Океанприбор", доктор технических наук, профессор
Ivakin Yan Albertovich, Deputy General Director for Innovations and Civil Projects of JSC "Concern "Okeanpribor", Doctor of Technical Sciences, Professor, Saint-Petersburg, Russian Federation
АННОТАЦИЯ
Развертывание информационно-сопроводительных сетей для дорогостоящих изделий наукоемкого приборостроения создает информационную базу для накопления фактов возникновения неисправностей в процессе эксплуатации. Этот тезис характерен для изделий отечественной гидроакустической техники. Возможность обобщения указанных фактов, их ретроспективного военно-экономического анализа открывает путь для снижения стоимости эксплуатации, системного прогнозирования отказов и неисправностей соответствующих серий гидроакустической техники. Современные базовые технологии военно-экономической теории позволяют эффективно реализовать такой анализ данных из информационно-сопроводительной сети изделий гидроакустической техники с целью статистически обоснованного прогнозирования затрат на эксплуатацию, определения "слабых мест" (блоков, узлов, функций и прочих) поставляемых приборов и комплексов, потребностей резервирования, политики эксплуатации и применения по назначению. Данная статья посвящена представлению разработанной конкретизированной информационной технологии военно-экономического и интеллектуального анализа указанных данных.
ABSTRACT
Creation of information and maintenance networks for expensive products of science-intensive instrument engineering creates information base for accumulation of the facts of malfunctions during their operation. This thesis is fully characteristic of products of domestic hydroacoustic equipment. The possibility of generalization of the specified facts, their retrospective military-economic analysis clears the way for reduction in operating cost, as well as system prediction of failure and malfunctions of the corresponding series of hydroacoustic equipment. Modern basic technologies of the military-economic theory allow to implement effectively such data analysis from an information and maintenance network of hydroacoustic equipment products for the purpose of statistically reasonable forecasting of operating cost, determination of "weak spots" (modules, units, functions etc.) of deliverable devices and integrated systems, requirements for redundancy, policy of operation and intended use. This article is devoted to presentation of the developed concretized information technology of the military-economic and intellectual analysis of the specified data. I
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
военно-экономический анализ, оборонно-промышленный потенциал, изделия гидроакустической техники, эксплуатация изделий приборостроения, гидроакустические станции и комплексы, искусственный интеллект, технологии Data Mining, технологии работы с большими данными (Big Data).
KEYWORDS:
military-economic analysis, defense and industrial potential, hydroacoustic equipment products, operation of products of instrument making, sonar systems and integrated systems, artificial intelligence, Data Mining technologies, technologies of work with Big Data.
ВВЕДЕНИЕ
Базовая концепция, принятые приемы и шаги формирования информационносопроводительных сетей о процессах эксплуатации и практического использования изделий гидроакустической (ГА) техники детально представлены в работах1-3. Поступательное формирование и
развертывание такой сети в основных пунктах создания, поддержания эксплуатации и применения указанных изделий позволяет последовательно накапливать, классифицировать и систематизировать соответствующие массивы информации о фактах возникновения их неисправностей или отказов. В данной статье термины по вопросам эксплуатации изделий гидроакустической техники приводятся в трактовке работы4.
В совокупности массивы
упорядоченных данных по значениям показателей отказоустойчивости изделий гидроакустической техники, их отдельных составных частей, приборов, узлов, блоков и функций являются исходной информационной базой для системного анализа схемотехнической надежности этого вида техники. Результаты такого ретроспективного анализа могут стать основой для принятия конструкторских заключений на совершенствование проектных решений, на технологическое улучшение исполнений отдельных узлов и блоков, наращивание (перераспределение) ресурсов горячего резервирования, изменения подходов к организации эксплуатации гидроакустической техники. По существу они могут стать основой для статистически обоснованного прогнозирования мест и объемов возникновения неисправностей (причин отказов) соответствующих серий
гидроакустической техники. Эти же результаты есть фактографическая основа для дальнейших исследований по диагностированию изделий
гидроакустической техники и
прогнозированию ее отказов,
представленных, например, в работах56.
На более высоком уровне обобщения и интерпретации данных по особенностям эксплуатации гидроакустической техники становится возможным приходить к интегральным выводам о достигаемом уровне качества создаваемых изделий, выявлять принципиальные аномалии этого качества, приходить к итоговым выводам об успешности или неуспешности соответствующих проектно-технических решений.
Учитывая экспоненциальный
рост объемов исходных данных по эксплуатационным показателям при современных объемах поставок, темпах эксплуатации и сопровождении изделий гидроакустической техники, указанный ретроспективный анализ должен быть автоматизирован и реализован на основе базовых технологий военно-экономической теории, искусственного интеллекта, современных технологий работы с большими данными.
Согласно ГОСТ 258 66-834 под информационной технологией военноэкономического анализа данных
информационно-сопроводительной сети гидроакустических изделий понимается совокупность подходов, методов, моделей, методик сбора, системного накопления, обработки и выдачи потребителю информации по оценке экономической эффективности процессов эксплуатации, прогнозированию неисправностей (отказов). В соответствии с последовательностью составляющих в данном определении в рамках данной статьи описана предлагаемая конкретизированная информационная
технология военно-экономического анализа искомых данных, показаны ее конструктив и перспективность реализации.
Детализация описания указанной информационной технологии военноэкономического анализа данных
рассматриваемой информационно-
сопроводительной сети позволяет представить перспективу оснащения процессов прогнозирования затрат на эксплуатацию гидроакустических изделий, диагностирования отказов этой техники и установления объема затрат на восстановление работоспособности, новым программно-интеллектуальным
инструментарием.
МОДЕЛЬ СБОРА И СИСТЕМАТИЗАЦИИ ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ О НЕИСПРАВНОСТЯХ И ОСОБЕННОСТЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
Последовательный сбор и поступательное накопление информации об отказах и неисправностях изделий выше указанного вида техники увязаны с соответствующей логико-структурной моделью информационно-сопроводительной сети о ходе развертывания, применения и поддержания ремонтопригодности изделий гидроакустического приборостроения. Такая сеть создается с основной целью - целью обеспечения информационно-технологической и логистической поддержки процессов отбора, гармонизации, комплексирования и систематизации формализованной информации о реализации эксплуатации, проявившихся особенностях практического использования и специфических чертах применения гидроакустических изделий. Второстепенная, но не менее важная цель развертывания такой сети есть формирование обратной связи между поставщиками и эксплантатами. Такая связь заключается в соответствующей семантико-компетентностной поддержке различных ремонтных мероприятий, разборов по фактам отказов гидроакустических изделий, мероприятий боевой подготовки по применению гидроакустических изделий1.
Среди основных целевых задач указанной сети, реализующей на практике модель сбора и систематизации первичной информации о неисправностях и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники, необходимо выделить следующие:
- непрерывный сбор быстро варьирующихся данных об изменениях состояния и проявляющихся отказах аппаратной и программных частей мониторируемых изделий;
- синтез сводной информационной базы по сложившемуся и ретроспективному состоянию эксплуатируемых гидроакустических изделий, обобщаемых не только по их кораблям-носителям, но и по показателям
учитываемых условий: интенсивность эксплуатации, боевые воздействия, аварийные ситуации и прочее;
- поддержание единой информационной основы для контроля процессов хода соответствующих этапов жизненного цикла по всей совокупности учитываемых изделий;
- поддержание процессов анализа надежностных параметров эксплуатации соответствующих классов, типов и партий гидроакустических изделий на основе статистического подхода;
- обеспечение подготовки технических заданий на работы по поддержке заданного уровня технической готовности гидроакустического вооружения, реализуемые специалистами от промышленности на объектах эксплуатации;
- эффективное координирование распределения ресурсов для поддержки эксплуатации гидроакустических изделий и восстановления их запасного имущества (ЗИП);
- удаленное консультирование представителей организаций-эксплуатантов по специфическим вариантам отказов и неисправностей;
- аккумулирование знаний и эвристических приемов устранения неисправностей гидроакустической техники в практике экс-плуатантов2.
Обобщенная структура модели сбора и систематизации первичной информации о неисправностях и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники показана на рисунке 1.
Входные данные для модели сбора и систематизации информации о неисправностях и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники:
D - массив значений базовых параметров по эксплуатации гидроакустических изделий;
{с1,...сп } - состав мониторируемых изделий указанного вида техники;
к - общая сумма мониторируемых изделий;
n - сводное количество параметров по эксплуатации гидроакустических изделий;
{m}- совокупность интервалов времени для анализа хода эксплуатации.
Выходные данные:
P - уточненный вариант плана работ по авторскому надзору и техобслуживанию изделий специалистами от промышленных предпри-ятий-поставщиков морской прибористики;
R - значение оценки нужных ресурсов для воплощения в жизнь варианта плана P.
Организационная информационно-
Рисунок 1. ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРА МОДЕЛИ СБОРА И СИСТЕМАТИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИИ О НЕИСПРАВНОСТЯХ И ОСОБЕННОСТЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
сопроводительная сеть мониторирования хода развертывания, применения и поддержания ремонтопригодности изделий гидроакустического приборостроения
есть распределенная компьютерная сеть, в которой узлы - это выделенные серверы территориальных подразделений предприятия-поставщика гидроакустических приборов и систем. Терминальным элементом сети является автоматизированное рабочее место (АРМ) эксплуатанта. Как правило, такой АРМ реализуется на отдельном мобильном ноутбуке, планшетнике, непосредственно используемом специалистом-эксплуатантом. Телекоммуникационной основой для построения вышеописанной сети выступает Internet и его базовые информационные и телекоммуникационные технологии.
Функционально описываемая сеть мониторирования, сбора и систематизации данных о неисправностях и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники есть структурированная инфосистема увязанных по принципам работы программно-информационных комплексов и соответствующих баз данных3.
Основным хранилищем
систематизированных данных, собираемых по ходу эксплуатации гидроакустической техники, выступает соответствующий Data-центр, формируемый на платформе итогового поставщика указанного вида техники той или иной номенклатуры. Логико-семантическая структура взаимодействия информационных элементов в рассматриваемой модели показана на рисунке 2.
Факт построения описываемой сети
по выше указанной структуре дает определенные, качественно новые варианты для анализа методами искусственного интеллекта не только информации по итогам эксплуатации гидроакустической техники, но и других предметно-значимых факторов в предметной области применения рассматриваемых изделий. При современном уровне развития такой дисциплины информатики, как Big Data8, практическое внедрение моделей и методик указанного анализа представляется возможным и многообещающим направлением усовершенствования информационной
инфраструктуры соответствующего сектора оборонно-промышленного комплекса.
Предлагаемая модель сбора
и систематизации информации о неисправностях и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники на базе соответствующей сети данных позволяет реализовывать функционал дистанционного диагностирования гидроакустической
техники и прогнозного контроль-мониторинга текущего рабочего состояния отдельных гидроакустических приборов. Это дает перспективную возможность воплотить в жизнь силами предприятий гидроакустического приборостроения
удалённую поддержку эксплуатантов этой техники при проведении самостоятельных сложных ремонтов, мероприятий по восстановлению функциональности изделий, а также поддержать соответствующие мероприятия боевой подготовки личного состава кораблей и судов ВМФ России, т.е. основного отряда эксплуатантов изделий
Уровни интеграции информации и виды узлов сети
Информационно-логическая взаимосвязь в структуре сети и реализуемый прикладной функционал
Предполагаемый уровень взаимодействия с эксплуатантом
— X -о X
ΐ °
СО СО
5-а
s >Х
>s 5-0 о
0 :Χχ X
1 И ΐ J
со X о с; о s g CD .х s
οα«Σΐ-
ООЇЧШ
° о ° ° . 1 ii g-CO q і О О - CD ГО-8-0-
СО 1_ X С
>«. О -ч- Г)
СО I— X I—
>û.s о о О
ц, -Û 03 q
X СО О
- обобщение и интеграция всех данных'' по эксплуатации изделий ГА техники;
- планирование мероприятий авторского надзора, ремонта сопровождения
изделий;
- подготовка и обновление данных для подготовки специалистов по вопросам эксплуатации;
- подержка институциональности.
о. 5
Руководство министерств и ведомств Российской Федерации,в ведении которых находятся вопросы применения ГА техники
обобщение конкретизира ванных данных по эксплуатации изделий ГА техники, представленных на гео театре;
- поддержка процессов подготовки специалистов-эксплуатантов к применению ГА техники;
- уточнение данных по ЗИП.
- формирование первичных массивов данных по эксплуатации изделий ГА техники;
- компетентностная поддержка специалистов в процессе эксплуатации ГА техники.
Топ-менеджмент
компаний-
эксплуатантов
Специалисты-эксплуатанты, непосредственно применяющие изделия ГА техники
Рисунок 2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МОДЕЛИ СБОРА И СИСТЕМАТИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИИ О НЕИСПРАВНОСТЯХ И ОСОБЕННОСТЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
гидроакустической техники.
К магистральным направлениям синтеза описанной выше информационносопроводительной сети в рамках модели сбора и систематизации информации о неисправностях и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники следует отнести:
- плановое создание и пространственное разнесение описанных программноаппаратных комплексов в организационные узлы такой сети;
- формирование централизованной базы
данных в основном узле рассматриваемой сети на платформе соответствующего подразделения изготовителя
гидроакустической техники;
- поступательное развитие
инфраструктуры сети, выражающееся в развертывании вышеописанных программно-аппаратных комплексов
(ПАК) в территориальных структурах организации-изготовителя, в установлении информационных связей ПАК между собой;
- проведение отладки работы информационно-сопроводительной сети;
- последовательная адаптация структуры,
состава и функционала сети в зависимости от изменений условий применения ее и мониторируемых изделий гидроакустической техники.
Информационно-сопроводительные сети, формируемые по модели сбора и систематизации информации о неисправностях и особенностях
эксплуатации изделий гидроакустической техники, могут быть применимы не только для изделий военного назначения, но и изделий двойного и чисто гражданского назначения. В таком варианте рассматриваемые сети будут воплощать в жизнь дополнительные возможности:
- информирование о новинках в
мире морского гидроакустического
приборостроения, услуг и сервисов по обслуживанию и модернизации соответствующих изделий;
- диспетчеризация номенклатуры
и объемов подменного фонда модулей, отдельных схем и приборов с целью поддержания непрерывной работоспособности соответствующих
гидроакустических систем и станций;
- дистанционное обеспечение
эксплуатантов интерактивной
эксплуатационной документации;
- другие дополнительные сервисы, реализуемые на коммерческой основе.
Базовая политика по формированию и развитию сети данных согласно модели сбора и систематизации информации о неисправностях и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники находится не в рамках целевого и проектного подходов, а в сфере проактивного совершенствования. Иначе говоря, указанная сеть данных в рамках жизненного цикла будет улучшаться и расти не по единому проектному варианту с каскадной последовательностью шагов развития, а по варианту совершенствования решений для узлов сети данного класса с их внедрением на объекты, где эксплуатируется гидроакустическая техника.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ДАННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-СОПРОВОДИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
Собранная гармонизированная и интегрированная формализованная
информация по количеству неисправностей и причин отказов изделий гидроакустической техники, сбоев её программного обеспечения, а также неисправностей отдельных функциональных частей есть база первичных систематизированных данных для интеллектуального анализа статистически-устойчивых тенденций в обеспечении надежности функционирования указанных изделий. Очевидно, что методологическим инструментарием указанного анализа выступают методики и программные приложения такого научно-технологического направления, как Data Mining. К основным направлениям применения указанных приложений над базой первичных данных по отказам и неисправностям изделий гидроакустической техники следует отнести:
- выявление статистически
устойчивых вероятностных характеристик отказоустойчивости изделий, их составных частей, приборов, блоков, узлов, программных комплексов и отдельных компонент с использованием расчетных схем и математических методик корреляционного, регрессионного, дескриптивного, факторного, дисперсионного, дискриминантного,
компонентного и других видов анализа (временных рядов, связей и т.д.);
- установление и интерпретация новых
знаний в виде устойчивых продукций или эвристик путем применения таких методов искусственной интеллектуальности, как деревья решений, генетические алгоритмы, эволюционное программирование,
нейросетевые решения, нечеткие и мягкие вычисления, ассоциативная память и т.д.;
- наглядное представление результатов
апостериорной проверки различных гипотез о распределении ресурсов, изделий или их комплектующих с особыми техническими параметрами, с использованием
программно-алгоритмических решений в виде "температурных карт", поиска ассоциативных паттернов, кластерная группировка признаков или объектов;
- решение так называемых предсказательных (от англ. predictive) задач, т.е. задач выявления значений соответствующих параметров надежности или отказоустойчивости для изделий гидроакустической техники или их составных частей, для определения которых на текущий момент первичные данные не накоплены, т.е. нет данных для тех или иных специфических условий эксплуатации, для принципиально новой эксплуатационной ситуации и прочее.
Последовательность этапов в
выявлении устойчивых или эвристически продуцируемых тенденций в распределении неисправностей по схемотехническим узлам или блокам изделия гидроакустической техники заданного вида (серии) соответствует схеме, представленной на рисунке 3.
Перспективность предлагаемого подхода к интеллектуальному анализу данных из информационно-сопроводительной
сети изделий гидроакустической техники подтверждается результатами ряда исследовательских проектов, реализованных в странах Запада, например, таких как Palantir Technologies9.
Начальный опыт развертывания информационно-сопроводительной сети показывает экспоненциальный рост объемов накопления первичных данных по эксплуатационным показателям при существующих размерах поставок, интенсивности эксплуатации и мероприятий технического обслуживания изделий гидроакустической техники. Этот
факт говорит о том, что прогнозный интеллектуальный анализ должен быть реализован не только на базе информационных технологий статистической
А. Определение принадлежности неисправности к одному из известных классов
Б. Определение узла (блока, СЧ, прибора, к
ИТОГ: Решение логической задачи о наличии тенденций в распределении неисправностей по схемотехническим узлам или блокам изделия гидроакустической техники заданного вида (серии)
киїириму иіедуеі шнеии неисправность
Рисунок 3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЭТАПОВ В ВЫЯВЛЕНИИ ТЕНДЕНЦИЙ В ПРОЦЕССЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ПО УЗЛАМ, БЛОКАМ ИЗДЕЛИЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
обработки и искусственного интеллекта, но и с использованием современных информационно-технологических методов работы с большими данными (Big Data). К таковым в контексте данной статьи необходимо отнести следующие методы и технологии работы с большими данными:
- методы потоковой обработки
сверхбольших, неопределенно
структурированных массивов
данных, реализуемые горизонтально масштабируемыми программными
средствами;
- предконфигурированные решения на базе сервер-кластеров для массовопараллельной обработки данных;
- параллельное программирование для
мультипроцессорных систем в интегральных информационных сетях массового
обслуживания.
Более детально существо применения вышеуказанных информационно-
технологических методов работы с большими данными раскрыто в работах810.
Итогом вышеописанного
интеллектуального анализа является математически и логически обоснованный прогноз наиболее уязвимых в ходе эксплуатации блоков, узлов, компонент соответствующих типов гидроакустической техники, а также оценка объемов ожидаемых неисправностей или отказов.
Такой прогноз является базой для принятия конструкторских решений по совершенствованию устройства изделий гидроакустической техники, изменению производственных технологий приборостроения, модернизации самого процесса эксплуатации гидроакустической техники.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО-СОПРОВОДИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
Очевидно, что применение методов интеллектуального анализа данных из информационно-сопроводительной сети изделий гидроакустической техники в рамках процесса эксплуатации не является самоцелью. Эффективность такого анализа определяется степенью достижения цели повышения информативности и обоснованности решений эксплуатантов, принимаемых на всех этапах жизненного цикла искомых изделий. В силу этого под эксплуатационной эффективностью прогнозирования неисправностей в данной статье понимается эффективность прогнозирования как инструментария эксплуатанта или эффективность прогнозирования неисправностей с точки зрения эксплуатанта. Подход к её определению предложен в работе Мичурина С.В.11.
Конструктивный эффект от применения
методов интеллектуального анализа эксплуатационных данных из единой информационно-сопроводительной сети изделий гидроакустической техники наглядно выражается в сокращении времени на сбор, интеграцию, обобщение и выдачу сводной информации по неисправностям органам управления, ответственным за проведение ремонтно-восстановительных мероприятий, за реализацию всей политики поддержания технической готовности указанных изделий:
Представим всю последовательность сбора и обобщения данных о неисправностях (отказах) и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники как единую информационную систему, т.е. как множество Q всех информационных подсистем. При этом этапы сбора и обобщения указанных данных "вручную" также рассматриваются как неавтоматизированная информационная система - подсистема системы Q. Для каждой из указанных информационных систем - подсистем q є Q всегда определены конечные подмножества, сопоставленные функциональным задачам целевого предназначения системы q:
Фq = ,...,ф‘„} где q є Q - множество всех
типов (серий) эксплуатируемых изделий гидроакустической техники, сопровождаемых (контролируемых) информационной системой q, где l - количество типов (серий) эксплуатируемых изделий.
Oq = 0q’ °q,..., °1і } где q Є Q - множество всех программно-информационных интерфейсов преобразования и обобщения первичных эксплуатационных данных, осуществляемых информационной системой q при получении, обобщении и передаче в доминирующую информационную систему, где к - количество описанных программно-информационных интерфейсов.
При этом каждому типу (серии) изделий гидроакустической техники, сопровождаемому информационной системой q соответствует программно-информационный интерфейс доступа к соответствующим первичным данным о неисправностях (отказах) и особенностях эксплуатации этих изделий. Отображение fq: ФС1 ^ Oq , где q є Q, сопоставляет каждому типу изделия, сопровождаемому информационной системой q, программно-информационный интерфейс доступа к соответствующим первичным данным и обладает свойством (1):
νφ - ФЄтС О O>гДе о -{l-4 Ь є {L.1}, q є Q Одному типу изделия гидроакустической
техник V є ожет С ООО етствоєать неь єолько видов программно-информационных
интерфейсов, т.е. возможны два варианта:
1. Подмножество интерфейсов доступа к соответствующим данным о неисправностях и особенностях эксплуатации а-ого типа изделия гидроакустической техники состоит из одного элемента, т.е. один тип изделий представляет только один программноинформационный интерфейс.
2. Подмножество интерфейсов обращения к соответствующей информации об отказах и специфике эксплуатационного применеоия Oaq включает μ единиц информации, записей (элементов), где μ < l . Это означает, что одному виду, классу гидроакустических устройств, приборов сопоставлено несколько программно-информационных интерфейсов, но не более чем сводное число видов или классов изделий, находящихся в эксплуатации.
Следовательно, правомочно представить аналитически:
Iq = {ф İl,-, iq і ГДе q Є Q - семейство всех программно-информационных интерфейсов для первичных, т.е. исходных данных, нужных подсистеме q в процессе получения и интеграции информации о неисправностях и эксплуатационной специфике гидроакустических изделий, где m - конкретное значение количества интерфейсов для первичных исходных данных. Под семейством здесь понимается проиндексированное множество некоторых значений.
Для семейства всех интерфейсов исходных данных, нужных подсистеме q, определено, что для каждого из всей гаммы классов и видов гидроакустических изделий, предоставляемого s-ой записью информации и соответствующей программой-
обработчиком сопоставлен требуемый интерфейс входной формализованной информации. Отображение fq : ФС1 ^ Iq , где q є C сопоставляет каждому классу или виду гидроакустических приборов, средств, изделий, мониторируемому подсистемой q , уникальный интерфейс исходной информации и отвечает условию (2):
є ФФ с Iq, где a є фі}, Ъ є {і...от}, q є Q
При этом одному классу или виду гидроакустических издели Й фС -фДЄТ С ООТВЄТСТВ о -вать несколько интерфейсов исходных данных, а значит возможны варианты:
- подмножество интерфейсов (программ-
но-информационных) для исходной информации а-го вида гидроакустических изделий Iа состоит из одного компонента. Эта ситуация означает, что для получения исходной информации по одному виду или классу изделий нужен только один интерфейс пользователя исходной формализованной информации;
- подмножество программно-информационных интерфейсов для исходной инфор-мацииIq состоит из μ компонент, где μ < m . Эта ситуация означает, что для получения исходной информации по одному виду или классу изделий нужен ряд интерфейсов исходных данных, но не более чем сводное значение интерфейсов исходной формализованной информации в подсистеме.
Следует постулировать, что если для подсистемы q необходима формализованная информация от подсистемы р, то сопоставленный выходной интерфейс oJ подсистемы р должен быть тождественен входному интерфейсу подсистемы q (условие 3): op у
Системное выражение всего ряда шагов по сбору и обобщению информации об отказах и эксплуатационной специфике гидроакустических изделий как
сводной инфосистеме на базе логикоматематического описания (1)-(3) позволяет заключить, что итоговое семейство программно-информационных интерфейсов преобразования информации R — это объединение семейств всех входящих и выходящих интерфейсов R = I U O. Следовательно, семейство внутрисетевых интерфейсов R есть пересечение семейств (множеств) всех входящих и выходящих интерфейсов R = I П O а значит их можно поделить на три непересекающихся подсемейства:
1) входных интерфейсов системы (сети) - А ;
2) интерфейсов, предоставляемых системой (сетью) - С;
3) интерфейсов взаимодействия подсистем внутри системы (сети) - В .
Тогда правомочны нижеприведенные
множественные уравнения:
R = I U O = А U В U С (4)
R = I П O = В (5)
А П В П С = 0. (6)
Для формализованной записи в
базе данных (БД) каждого класса или
вида гидроакустического изделия,
получаемого от другой подсистемы, искомая информационная подсистема предоставляет другой подсистеме соответствующий
интерфейс Уф^ Є Фч3obq с Oq с целью приведения определенной гетерогенной информации к нужному виду. Это приведение формализованной информации к внутрисистемному формату по требуемому программному интерфейсу занимает необходимое машинное время t, = f (o,), '^oi є є Oq. Следовательно, итоговое суммарное время, потраченное на предоставление формализованной информации подсистемой, - это сумма времен преобразований исходных данных по каждому программному интерфейсу:
ты=ς f. , (7)
где n — сводное число программных интерфейсов, сопоставляемых виду и классу гидроакустического изделия фач . Соответственно, при приведении
исходной гетерогенной формализованной информации по всей гамме программных интерфейсов, присущих первому
классу или виду гидроакустических изделий в рамках технологически единой информационной системы (сети) с едиными моделями представления и преобразования формализованной информации, машинное время тратится только на первое преобразование, а оставшиеся преобразования по интерфейсам на практике воплощаются в жизнь через копирование первого Tq = ta . Это означает, что для подсистемы q ресурс машинного времени, затрачиваемого на преобразование формализованной информации к требуемым форматам по интерфейсам внутрисистемного представления, определяется как сумма времен на представление формализованной информации к нужному формату по входному интерфейсу для каждого вида или класса гидроакустических изделий, отображаемого в текущей подсистеме:
T о Στ; (8)
где l - сводное число видов или классов гидроакустических изделий, учитываемых в каждой из подсистем. Для всей совокупности шагов сбора и обобщения формализованной информации о неисправностях и эксплуатационной специфике гидроакустических изделий время, затрачиваемое на преобразование и интеграцию данных по соответствующим программным интерфейсам, есть сумма времен на преобразование формализованной информации по нужному интерфейсу для
каждой из подсистем в информационной системе (сети), что в пределе составит:
T = Σ T , (9)
q=l
где Q - сводное число информационных подсистем в текущей системе (сети) сбора и интеграции формализованной информации о неисправностях изделий гидроакустической техники.
На базе вышеприведенных соотношений становится возможным прийти к заключению о достижении значительного сокращения времени, а значит и трудоемкости на сбор, обработку и обобщение данных о неисправностях (отказах) и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники в процессе их сопровождения за счет использования средств интеллектуального анализа данных из единой информационносопроводительной сети, т.е. за счет обеспечения единой модели представления указанных данных. Обеспечение
единства модели представления данных в информационно-сопроводительной
сети ведет к росту эффективности в устранении отказов (неисправностей) контролируемых изделий гидроакустической техники в случае, когда общее время на преобразования данных по каждому интерфейсу представления данных каждого типа изделий гидроакустической техники в каждой подсистеме больше общего времени преобразования данных к единой модели данных этого же типа изделий в каждой информационной подсистеме, то есть:
ΣΣΣν >ΣΣι q' (ίο)
где Q - количество информационных подсистем в системе всех этапов сбора и обобщения данных о неисправностях (отказах) и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники;
l - количество типов изделий, сопровождаемых подсистемой q;
n - количество интерфейсов представления данных по типу a изделий гидроакустической техники в информационной подсистеме q.
Также возможно оценить эффект на основе анализа экономичности затрат ресурсов на информационное обеспечение деятельности органов управления, ответственным за проведение ремонтно-восстановительных мероприятий, за реализацию всей политики
поддержания технической готовности указанных изделий. Пусть для сбора и обобщения данных о неисправностях (отказах) и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники предусмотрено назначение количественно ограниченного ресурса S: S = const. Пусть этот ресурс состоит:
1) из ресурса на сбор указанных данных для конкретного типа изделий гидроакустической техники - Sф ;
2) из ресурса на обобщение (преобразование) указанных данных по соответствующим интерфейсам - SR , который возможно разделить на ресурсы для каждого из вариантов ранее перечисленных интерфейсов:
S* = SA + SB + Sc . (11)
Тогда каждый из вышеперечисленных ресурсов возможно рассмотреть как сумму затрат на отдельный элемент, входящий в данное множество:
1) Ресурс на сбор данных о неисправностях (отказах) и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники, выполняемых системой по всей совокупности сопровождаемых типов изделий:
S. = Σ , (12)
ί=1
где l - количество типов изделий гидроакустической техники, сопровождаемой информационной системой.
2) Ресурс на обобщение (преобразование) входящих данных в систему по соответствующим программно-информационным интерфейсам:
m
SA = Σ sa ’ (13)
i=\
где m - количество интерфейсов входящих данных в систему.
3) Ресурс на преобразование информации выдаваемой системой итоговым потребителям:
Sc = Σ , (14)
i=1
где o - количество интерфейсов пользователей, конечных потребителей информации, выдаваемой системой.
4) Ресурс на преобразование информа-
ции по программно-информационным интерфейсам взаимодействия подсистем внутри системы: n
Sb = Σ \ , (15)
i=1
где n - количество программно-информа-
ционных интерфейсов взаимодействия подсистем внутри информационной системы.
Тогда эффект от использования интеллектуального анализа данных из единой информационно-сопроводительной сети гидроакустической техники заключается в том, что преобразование всех форматов данных по интерфейсам взаимодействия подсистем внутри информационной системы к формату, необходимому конечному пользователю, по единой модели представления данных позволит, создав только один интерфейс sb , остальные получить путем его копирования. Соответственно, общие затраты количественно ограниченного ресурса S, выделенного для сбора и обобщения данных о неисправностях (отказах) и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники, равны затратам на реализацию преобразования данных по одному входному интерфейсу SB = sb . Иными словами, реализация интеллектуального анализа данных из единой информационносопроводительной сети изделий гидроакустической техники, т.е. реализация единой модели представления данных, ведет к высвобождению ресурса в случае, когда суммарный ресурс на преобразование данных по всем интерфейсам преобразования между подсистемами внутри информационной системы более ресурса на преобразование к общей модели данных единой информационной системы (информационно-сопроводительной сети): SB > sb .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Практическое внедрение предлагаемой модели сбора и систематизации информации о неисправностях и особенностях эксплуатации изделий гидроакустической техники создает условия для реализации эффективных проектов систем сбора и интеллектуального анализа данных, позволяющих добиться принципиально более высокого уровня поддержания и восстановления работоспособности указанных изделий, минимизации затрат на сам процесс эксплуатации. Этот уровень недостижим сегодня без применения экономических методов обработки и анализа первичных данных эксплуатации, получаемых за счет развертывания высокопроизводительной информационно-телекоммуникационной инфраструктуры сопровождения изделий гидроакустической техники на всех
этапах их жизненного цикла. Создание указанной информационно-сопроводительной сети является актуальной и разрешаемой задачей, стоящей на повестке дня отечественной отрасли морского приборостроения как неотъемлемой составной части обороннопромышленного комплекса России. Достижение целей указанного создания позволит добиться ощутимого прироста в процессе совершенствования морской составляющей военно-промышленного потенциала страны.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шатохин А.В. Информационно-сопроводительная сеть - новый подход к эксплуатации гидроакустического вооружения // Национальная оборона. - 2020. -№ 1 (28). - С. 51-56.
2. Шатохин А.В. Информационная инфраструктура поддержки эксплуатации гидроакустического вооружения ВМФ предприятиями морского приборостроения/ А.В. Шатохин, Я.А. Ивакин // Гидроакустика. - 2020.- № 42 (2). - С. 61-69.
3. Ивакин Я.А., Потапычев С.Н. Модель информационно-сопроводительной сети для изделий отечественного гидроакустического вооружения// Гидроакустика. - 2019.- № 39 (3). - С. 81-88.
4. ГОСТ 25866-83 Эксплуатация техники.
Термины и определения / Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов: официальный сайт.-URL: http://docs.cntd.
ru/document/1200009513 (дата обращения:
05.05.2021) .
5. Красников И.А., Родимова Р.И. Создание систем технического диагностирования гидроакустических комплексов // Гидроакустика. - СПб: АО "Концерн "Океанприбор” - 2019. -№ 7 (1). - С. 47-55.
6. Красников И.А. Прогнозирующий контроль многоканальной части гидроакустического комплекса// Гидроакустика. - СПб.: АО "Концерн "Океанприбор”. - 2019. -№ 38 (2).- С. 59-66.
7. Шмид А.В. Big Data: Революция в области философии и технологиях принятия корпоративных решений: презентация 26.03.2013.-URL: https:// www.ec-leasing.ru (дата обращения: 10.05.2021).
8. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы. - СПб.: Наука, 2004.-410 с.
9. Трифонов Е. История Palantir - одного из самых дорогих и загадочных стартапов из США.-URL: http://vc.ru/flood/7027-palantir (дата обращения:
05.05.2021) .
10. Интеллектуальные географические информационные системы для мониторинга морской обстановки / Р.М. Юсупов, В.В. Попович. - СПб: Наука, 2013.-284 с.
11. Мичурин С.В. Методы управления качеством программных комплексов диспетчеризации пространственных процессов на авиатранспорте/ С.В. Мичурин, Е.Г. Семенова.- СПб: ГУАП, 2015.-248 с.
