Исследование гибкого инструментального комплекса для интеллектуальной системы административного управления в корпоративных АСУП

Стремление к индивидуальному удовлетворению конкретного клиента требует производств, имеющих гибкую структуру бизнес-процессов, что вызывает к жизни новые подходы, концепции и методологии. Одна из таких концепций, CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support — непрерывные поставки и поддержка жизненного цикла изделия), является сегодня целым направлением информационных технологий и означает непрерывность информационного взаимодействия с заказчиком в ходе формализации его потребностей, формирования заказа, процесса поставки и системность подхода к информационной поддержке всех процессов жизненного цикла изделия, в том числе процессов обслуживания, ремонта, утилизации и т. д.

Современные гибкие автоматизированные предприятия (ГАПр) — это сложные системы преобразования потоков заказов в потоки изделий и имеющие иерархически-модульную организацию. Под группу заказов в ГАПр организуются виртуальные предприятия, и их работа обеспечивает выполнение этих заказов с определенным качеством. В рыночных условиях, при нестационарных потоках заказов и производственных ситуаций, эффективность ГАПр может падать. В связи с этим проводится совершенствование составляющих ГАПр, в том числе корпоративных автоматизированных систем управления предприятием (АСУП) путем обнаружения и устранения в них узких мест. Одно из направлений совершенствования АСУП — это интеллектуализация систем административного управления, содержащих экспертные системы, базы знаний, порождающие распределенные гибридные комплексы моделирования (например, распределенный гибкий инструментальный комплекс первого поколения [40, 41]) объединенных на основе специализированных программных платформ. Широко используются комплексы CASE-средств, ориентированные на распределенные объектно-ориентированные технологии удаленного взаимодействия приложений (CORBA, DCOM и др.). Информационная поддержка жизненного цикла изделия включает в себя и сопровождение одного из важных компонентов АСУП — вычислительных систем (ВС). Повышение сложности современных корпоративных АСУП делает актуальным совершенствование существующих систем администрирования ВС по направлению их дальнейшей автоматизации и интеллектуализации.

Объектом исследования в работе является интеллектуальная распределенная система административного управления потоками задач администрирования вычислительных систем в АСУП.

Предметом исследования — модели организации и функционирования инструментального комплекса в составе сети администрирования вычислительных систем.

Целью работы является повышение эффективности процессов сопровождения систем администрирования вычислительных систем АСУП за счет разработки распределенного гибкого инструментального комплекса второго поколения.

Основные задачи диссертационного исследования:

— разработать базу рекурсивных головных функциональных моделей компонентов АСУП (в том числе вычислительных систем) для методик их совершенствования (прототипирования);

— найти модифицированную головную функциональную модель организации распределенного гибкого инструментального комплекса (РГИК) вычислительных систем для интеллектуальной системы их сопровождения (с использованием критерия превосходства);

— разработать распределенную базу моделей и методик в составе: баз знаний об организации систем сопровождения, открытого электронного словаря-справочника администратора, базы тестирования и алгоритмов для полунатурного моделирования (тестирования) вычислительных систем и их компонентов;

— разработать уточненные модели для оценки работоспособности и оперативности альтернатив системы взаимодействия приложений на основе технологий CORBA и DCOM.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Модель (прототип) первой очереди базы рекурсивных головных функциональных моделей компонентов АСУП (в том числе вычислительных систем) для методик их совершенствования.

2. Модифицированная головная функциональная модель организации распределенного гибкого инструментального комплекса вычислительных систем.

3. Информационно-логические модели открытого электронного словаря-справочника администратора, базы тестирования и алгоритмов полунатурного моделирования вычислительных систем и их компонентов.

4. Прототип, уточненные полунатурная и аналитическая модели для оценки работоспособности и оперативности альтернатив систем взаимодействия приложений на основе технологий CORBA и DCOM, а также научно-технические предложения по созданию распределенного гибкого инструментального комплекса второго поколения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые предложена абстрактная модель организации интеллектуальных сетей сопровождения ВС в корпоративных АСУП с использованием распределенных гибких инструментальных комплексов (с учетом теории интеллектуальных систем и зарегистрированной полезной модели).

2. В ее рамках с использованием методки выдвижения и проверки гипотез разработано подмножество абстрактных головных моделей для прототи-пирования распределенных гибких инструментальных комплексов.

3. На основе полученных абстрактных головных моделей и архитектуры известных прототипов разработано ядро РГИК и его расширения со следующими аспектами новизны — наличия: в электронном словаре-справочнике и компонентов для ликвидации терминологических конфликтов и доступа к моделирующим системамв подсистеме тестирования — формализованного алгоритма выбора и настройки ВС (со свойствами рекурсивности и итеративности).

4. Для РГИК ВС разработаны полунатурная и математическая модели системы взаимодействия приложений (СВП) на основе технологий CORBA и DCOM, отнесенная к типу моделей системы массового обслуживания M/M/v/r.

Научная и практическая значимость. Полученные научные результаты дают существенный вклад в методики построения сетей административного управления, в том числе распределенных интеллектуальных систем сопровождения вычислительных систем в АСУП.

Полученные результаты диссертационной работы подтверждены соответствующими актами о практическом использовании и обеспечивают:

1. Повышение эффективности сетей сопровождения ВС в корпоративных информационно-вычислительных сетях (КИВС).

2. Получение более корректных оценок работоспособности и производительности указанных выше альтернатив систем взаимодействия приложений для РГИК, в том числе непосредственно у заказчика при использовании рекомендаций диссертационной работы.

3. Использование у заказчика разработанных в диссертации баз тестирования и отдельных тестов из них.

4. Уточнение и систематизацию основных понятий для сетевых специалистов-администраторов, а также разрешения терминологических конфликтов за счет создания открытого электронного словаря-справочника с возможностью доступа к моделирующим системам.

Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается:

1. Использованием методик прототипирования.

2. Выполнением контрольных примеров (тестированием на контрольных примерах) для основных полученных результатов.

3. Использованием известных методик оценки адекватности (верности) при построении соответствующих моделей.

Методы и средства исследований. При решении диссертационных задач использовались: методы представления данных и знанийметоды логического и объектно-ориентированного программированиятеория эффективности целенаправленных процессовметоды планирования статистических экспериментовметоды статистического имитационного моделированиятеория массового обслуживанияметоды организации и административного управления информационных (локальных) вычислительных сетей.

Реализация результатов работы. На основе теоретических и экспериментальных исследований спроектированы и реализованы ряд прототипов РГИК ВС и их компонентов в корпоративных АСУП, получены методики и средства совершенствования РГИК, которые приняты и используются в ряде предприятий: для разработки проектов создания перспективной автоматизированной системы управления документооборотом ОКБ «Протон», г. Орелв системе административного управления КИВС ДМУП «Орелгорэлектрот-ранс» — при разработке типовых проектных компонентов технологического назначения для создания окружных и региональных информационно-аналитических центров в НИИ «Контур», г. Москвав практической и учебной деятельности ГОУ «ГЦИПК» (г. Обнинск), ОРАГС (г. Орел), ОрЮИ МВД России (г. Орел), ЦПС Спецсвязи России в Смоленской области.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на Международных конференциях «Информатизация правоохранительных систем (г. Москва, Академия управления МВД России, 2002 г.), X Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации» (г. Воронеж, ГТУ, 2006 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы создания и развития ИТКС специального назначения» (г. Орел, ВИПС, 1999, 2001, 2003 гг.), Всероссийской научно-технической конференции «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании» (г. Рязань, ГРТА, 2000 г.), в одной монографии (г. Орел, ОГУ, 2003 г.).

Публикации. По результатам исследований по теме диссертации опубликованы 16 печатных работ.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 91 наименования и 8 приложений. Основная часть работы изложена на 160 страницах машинописного текста, включая 48 рисунков и 3 таблицы.

Основные результаты, полученные в диссертационной работе:

1. Разработана первая очередь базы рекурсивных головных функциональных моделей компонентов АСУП и их функциональных компонентов (в том числе вычислительных систем) для методик их совершенствования.

2. С использованием разработанной базы получены архитектура и расширенная головная функциональная модель распределенного гибкого инструментального комплекса вычислительных систем для интеллектуальной системы их сопровождения (с учетом полезной модели № 17 375,2000 г. [50]).

3. Для ядра РГИКвс разработаны информационно-логические модели компонентов распределенной базы моделей и методик, в том числе открытого электронного словаря-справочника администратора, базы тестов с рекурсивным и итеративным алгоритмом для полунатурного моделирования (тестирования) вычислительных систем и компонентов систем административного управления их сопровождения.

4. Разработаны полунатурная и уточненная математическая модели для оценки работоспособности и оперативности альтернатив СВП на основе технологий CORBA и DCOM, отнесенная к типу моделей системы массового обслуживания M/M/v/r.

Основные теоретические положения диссертации практически подтверждены разработкой и использованием в производственных условиях и для учебных целей.

На основании изложенного можно считать, что основная цель диссертации достигнута и поставленные задачи решены.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.