Диссертация (1152184), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Операцияв сетевой модели представляется стрелкой (ориентированной дугой), направлениекоторой соответствует реализации проекта во времени. Отношение упорядочениямежду операциями задается с помощью событий. Событие определяется какмомент времени, когда завершаются одни операции и начинаются другие [101].Как следует из рисунка 30, проект начинается с выбора аппаратногообеспечения.
В настоящее время для предприятий доступны три варианта.Первый вариант (1-2) предполагает выбор коммерческого аппаратногообеспечения с закрытой архитектурой, как правило, зарубежного производства.Такое аппаратное обеспечение имеет очень высокую стоимость, выраженную вотносительных весах как 3.Второй вариант (1-3) заключается в выборе типового современногоаппаратного обеспечения, доступного по стоимости (вес = 1). При этом оно должнобыть достаточно мощным, масштабируемым, с открытой архитектурой, хорошодокументированным.
Должно быть, как минимум, два вида промышленных120операционных систем с открытым исходным кодом, которые без проблем могутбыть развернуты на таком аппаратном обеспечении.Рисунок 31 – Матрица инцидентности модели разработкиПАК в составе ИАСУ121Рисунок 32 – Матрица смежности модели разработки ПАК в составе ИАСУАппаратноебиблиотекамисобеспечениедолжнобытьсовместимосоткрытым исходным кодом, разработаннымиосновнымивсредахпрограммирования C\C++, прежде всего реализующих работы с различнымиинтерфейсами связи, линиями GPIO, дисплеями и др.Третий вариант (1-4) подразумевает разработку аппаратного обеспеченияполностью своими силами, используя «атомарную» элементную базу.
Существуютпопытки разработки подобного аппаратного обеспечения, однако стоимость исроки являются недопустимо большими. Несмотря на большие плюсы этого122варианта, он подразумевает очень глубокие знания в данной области и в рамкахдиссертации рассматривается как нереализуемый на большинстве предприятийпищевой промышленности, даже крупных.
Многовекторность компетенцийспециалистов имеет предел, и для реализации данного варианта потребуетсяотдельная команда разработчиков, которая вместо того, чтобы сосредоточиться напредметной области – автоматизации технологических и обеспечивающихпроизводственных процессов, будет заниматься низкоуровневыми задачамипроектирования печатных плат, увязки будущего аппаратного обеспечения спрограммным и др. В любом случае, такой вариант больше подходит длятиражирования готового продута и последующей его продажи. Вес стоимоститретьего варианта на основании экспертной оценки специалистов в данной областипринят равным 10.Программное обеспечение, а это прежде всего операционная система, тесносвязана с аппаратной частью. Архитектура (например, ARM) также накладываетсвои ограничения.
Как правило, при выборе аппаратного обеспечения, помимоархитектуры, мощности, набора интерфейсов необходимо иметь представление оналичии операционных систем, желательно, разработанных с учетом особенностейвыбираемого аппаратного обеспечения, хорошо документированных и активноразвивающихся. Является очевидным, что в качестве приоритетного вариантаследует рассматривать операционную систему с открытым исходным кодом.Однако в случае первого варианта выбор операционной системы уже сделанпроизводителем коммерческого ПАК, со всеми его достоинствами и недостатками.Поменять операционную систему, и даже поставить ее полную версию (сполноценным доступом на уровне командной строки) не представляетсявозможным.
Из этого следует, что в случае первого варианта отсутствует гибкостьи возможность развития в плане программного обеспечения.Напротив, второй вариант дает такие возможности, разумеется, в разумныхпределах. Разработчики могут устанавливать на операционную систему различныемодулирасширения,самостоятельноразвиватьимодернизироватьсоответствующее программное обеспечение. Стоимость тестового стенда, как123правило, является сравнительно низкой, что дополнительно стимулирует развитиеПАК при втором варианте, в том числе путем создания и проверки на практикенатурных моделей. Отдельно необходимо отметить возможность модернизациипрограммного обеспечения с целью интеграции ПАК с вышестоящимиинформационными системами, в том числе в режиме реального времени.Третий вариант полностью повторяет второй, и на сетевой модели переходитв него, однако следует еще раз подчеркнуть, что затраты и сроки реализациитретьего варианта с точки зрения аппаратного обеспечения делают егонереализуемымвусловияхдажекрупногопредприятияпищевойпромышленности.
Более того, даже в случае второго варианта можно частоуслышать мнение что такая разработка является непрофильной для ИТ-службыпредприятия пищевой промышленности, и должна быть отдана на аутсорсинг.Одной из неявных задач диссертации является показать, что это далеко не так, ивторой вариант является реализуемым и эффективным с точки зрениятехнологичности, надежности, производительности, стоимости, а также временныхзатрат.Благодаря научно-техническому прогрессу, увеличивающимся запросампотребителей и конкуренции производителей аппаратное обеспечение в настоящеевремяразвиваетсястремительнымитемпами.Появляютсяновыеверсиимикрокомпьютеров, обладающие в несколько раз более мощными процессорами,объемами оперативной памяти, чем предыдущие версии. При этом их стоимостьповышается сравнительно незначительно, либо даже остается прежней.
Вводятся впромышленнуюэксплуатациювсеболеесовременныеинтерфейсы,прослеживается четкая тенденция перехода к цифровым датчикам и прочимустройствам измерения, в результате чего математический аппарат при расчетеуправления получает более точные входные данные.Новым разрабатываемым программно-аппаратным комплексам становятсядоступными для решения сложные задачи промышленной автоматизации, которыедо этого решались неполноценно и неэффективно с учетом недостатковпредыдущих версий микрокомпьютеров. Этот процесс непрерывен, и с124увеличением показателей аппаратной части сразу же увеличивается сложностьрешаемых задач, поэтому разработчики таких решений должны смотреть «загоризонт».Настало время наравне с терминами «умный дом», «умный вуз» ввеститермин «умное», «интеллектуальное» предприятие пищевой промышленности.При этом сложная система управления предприятием, хотя и может стремитьсястать автоматической, все равно останется автоматизированной, человекомашинной.
В немалой степени это определяется наличием вышестоящей ИАСУ.ИАСУ,помогаяприниматьобоснованныеуправленческиерешения,взаимодействует с представленными в работе ПАК, с одной стороны получая отних информацию, а с другой – на основании обобщенной информации и своегоматематического аппарата вырабатывает дополнительные команды управления,которые отправляются на необходимые экземпляры ПАК. Например, взависимости от потребительского спроса на пищевую продукцию ИАСУ можетотправить на необходимые экземпляры ПАК команды в допустимых пределахускорить или замедлить технологические процессы, тем самым повышаяэффективность деятельности предприятия.
В результате получается, что ПАКформирует команды управления внутри себя, но при этом дополняет их командами(информацией)востребованизнавышестоящейИАСУ.Данныйтерриториально-распределенныхфункционалособеннопредприятияхпищевойпромышленности и реализуется сравнительно просто, учитывая мощныйфункционал разработанных ИАСУ и ПАК.Однако процесс развития ПАК является непрерывным, и прежде всего этоотносится к аппаратной части. С одной стороны, развитие ПАК позволяетинтегрироватьуправлениетехнологическимииобеспечивающимипроизводственными процессами на одном отдельно взятом экземпляре комплекса,повышая эффективность процессов, и, следовательно, прибыль предприятия. Сдругой стороны, развитие – это неизбежные затраты на модернизацию. В даннойработе предпринята попытка обобщить опыт, полученный при внедренииэкземпляров ПАК, в процессе работы взаимодействующих с ИАСУ, а также опыт,125полученныйприпромышленностиобщениисоразличныхспециалистаминаправлений.предприятийУчитываяпищевойвышесказанное,большинство весовых коэффициентов принято на основании методов экспертнойоценки.Для повышения эффективности вычислений при решении задачи развитияаппаратной части ПАК был применен математический аппарат динамическогопрограммирования.Методдинамическогопрограммированияоснованнасформулированном Р.
Беллманом [12] принципе оптимальности. Этот принципприменим для систем, последующее развитие (движение) которых может бытьполностью определено состоянием их в любой текущий момент времени. Принципоптимальности сформулирован Беллманом следующим образом [90]:Оптимальное поведение обладает тем свойством, что, каковы бы ни былипервоначальное состояние и решение в начальный момент, последующие решениядолжнысоставлятьоптимальноеповедениеотносительносостояния,получающегося в результате первого решения.По существу, этот принцип определяет порядок поэтапного решения задачивыборапрограммно-аппаратнойдопускающейдекомпозициюсархитектурыпомощьюПАКиеерекуррентныхмодернизации,вычислительныхпроцедур, выполняемых, как правило, на ЭВМ. В частности, для дискретныхсистемметодБеллманадаетвозможностьмногоэтапногоопределенияпринимаемых решений.Необходимо отметить, что решение такой задачи может быть выполнено нетолько на «интуитивном» уровне, но и методом полного перебора, однако данныйметод содержит в себе множество недостатков [101].1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
