Введение к работе
Актуальность темы. Экономическая эффективность территориально распределённого предприятия в значительной степени зависит от качества информационного обеспечения. К этому типу предприятий относятся энергоресурсоснабжающие предприятия, сервисные центры и дилерские сети, поставщики информационной продукции и инновационные центры, транспортные предприятия и фирмы с IT-структурой и т.д. Система управления территориально или регионально распределённым предприятием накладывает особые требования на построение компьютерной сети. Рациональное решение задач предприятия в соответствии с изменяющимися экономическими условиями достигается путем комплексной автоматизации, унификации работ по проектированию и модернизации систем на основе сетевых технологий, типовых моделей, алгоритмов, отражающих специфику его деятельности на всех уровнях управления.
Для решения этих проблем используют создание архитектуры на основе прежнего опыта и повторного использования компонентов, моделирование, а также инструменты, позволяющие повысить эффективность использования времени и навыков разработчика. В настоящее время при проектировании используется объектно-ориентированная декомпозиция, базирующаяся на выделении агентов, которые или действуют сами, или являются объектами действия. Объектно-ориентированное проектирование - общий метод, объединяющий в себе процесс объектно-ориентированной декомпозиции, описание логических, физических, статических и динамических моделей проектируемой системы.
Задача разработки адаптивной интегрированной системы управления для предприятия с распределенной структурой недостаточно исследована в виду ее новизны, коммерческой направленности, конфиденциальности сведений о средствах, моделях и алгоритмах проектирования. Распространены программные средства, требующие высокой квалификации разработчиков при функциональных ограничениях, "непрозрачности" областей применения и результатов проектирования, быстром моральном старении.
Использование компьютерной сети (КС) в качестве ядра системы является необходимым условием при автоматизации технологических и управленческих процессов распределенного предприятия. КС обеспечивает' высокую степень информационной интеграции, быстроту и надежность взаимодействия функциональных и технических объектов предприятия, независимо от их местоположения, доступности, времени суток. Режим реального времени
предполагает обеспечение рабочего трафика при всех вариациях загрузки КС. Средства компьютерной сети (для связи с объектом, ввода - вывода, серверы, коммутаторы, каналы, периферия) должны функционировать в соответствии с параметрами законов управления, технологическими и экономическими процессами. Условия работы предприятия со временем изменяются (из-за действия внутренних и внешних причин), следовательно, изменяются параметры управления. Реализация законов управления, прогнозирование изменений их параметров осуществляется на основе исследования типовых моделей процессов, объектов, устройств. Использование уровня математического описания для программирования типовых моделей процессов, объектов, устройств позволяет быстро, надежно и адекватно реализовать моделирование широкого спектра законов и алгоритмов управления технологическими и экономическими процессами.
Актуальная задача разработки моделей и алгоритмов проектирования системы управления региональным производственным предприятием решается путем создания типовых программируемых моделей устройств, объектов, процессов и их функциональной интеграции в базисе компьютерной сети.
Цель работы. Целью диссертационной работы является создание моделей и алгоритмов проектирования компьютерной сети системы управления региональным производственным предприятием, обеспечивающих повышение эффективности его функционирования на основе сокращения времени проектирования, высокой степени унификации, информационной интеграции функциональных и технических объектов предприятия, быстроты и надежности их взаимодействия независимо от времени, местоположения, доступности.
Достижение этой цели базируется на создании типовых программируемых моделей процессов, функциональных объектов и дискретных управляющих устройств, их виртуальной интеграции в качестве сетевых ресурсов в базис компьютерной сети управления на этапе проектирования.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
создание математического аппарата для моделирования систем на этапе их проектирования с целью оценки сетевого трафика с учетом временных характеристик абонентов сети, генерируемой ими информационной нагрузки, производительности оборудования и пропускной способности каналов
создание типовых моделей и алгоритмов проектирования дискретных устройств управления в виде «виртуальных» сетевых объектов - программируемых логических интегральных схем (ПЛИС),
разработка технологии проектирования компьютерной сети, обеспечивающей функциональное резервирование управляющих устройств и функций, направленное на повышение надежности системы.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Разработана система информационных моделей, описывающих
коммуникационные процессы в компьютерной сети, позволяющих исследовать
сетевые и клиентские трафики.
Обоснован и реализован метод проектирования дискретных управляющих
устройств в виде «виртуальных» объектов с программируемой матричной
структурой.
Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в том, что создана система моделирования компьютерной сети для проектирования сетевых и клиентских трафиков с учетом динамического изменения исходных данных и законов их распределения; разработана и внедрена система электронного документооборота.
Результаты диссертационной работы использованы при разработке и внедрении программного обеспечения информационной системы "Авто+" для АО "BMW Group". Разработан и внедрен комплекс программ для проектирования компьютерной сети управления предприятием на основе моделей и алгоритмов, представленных в работе. Экономический эффект от внедрения результатов работы составил 1,25 млн. рублей.
Достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается: использованием в проводимых исследованиях методов математического моделирования; расчетами и примерами, подтверждающими их эффективность в конкретных предметных областях проектирования; использованием в исследованиях точных методов теории графов; положительными результатами внедрения моделей, технологии проектирования компьютерной сети системы управления распределенным предприятием.
Основные научные положения и результаты диссертационной работы, выносимые на защиту:
система информационных моделей, описывающих процессы передачи
информации в коммуникационной сети;
система моделирования сетевых и клиентских трафиков;
метод реализации дискретных управляющих устройств в виде «виртуальных» объектов с программируемой матричной структурой;
технология проектирования компьютерной сети управления.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены:
- на международных научно-технических конференциях «Information and
Telecommunication Technologies in Intelligent Systems» (Испания, Италия, 2004- 2008
гг).
на научно-методических совещаниях и семинарах АО "BMW Group"
на конференции молодых ученых и аспирантов МИЭМ (2004-2008 г.)
на научно-технических семинарах кафедры «Вычислительные системы и сети» МИЭМ (2004 - 2008 гг.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, приложений. Работа изложена на 133 стр., содержит 84 иллюстрации.
