Введение к работе
Актуальность работы. Развитие рыночных отношений в стране сформулировало задачи по созданию и внедрению новых технологий и автоматизированных производств с использованием средств вычислительной техники и других средств автоматизации.
Ведущие организации отраслей хозяйства страны поставили задачи
интенсификации внедрения новых технологий для достижения требуемых
экономических показателей производства. В настоящее время ведутся работы
по созданию производственных систем более высокого уровня -
интегрированных машиностроительных автоматизированных
производственных систем (ПС), включающих в себя все этапы проектирования и изготовления изделий машиностроения. Одной из важнейших частей автоматизированной ПС является комплекс программно-технических средств, составляющий основу подсистемы автоматизированного проектирования, а также подсистемы управления автоматизированным производством. Объединение этих систем будем называть технической системой (ТС). Проектирование программно-технического обеспечения под комплекс задач является принципиальным отличием идеологии автоматизированных ТС от существовавших ранее подходов к проектированию автоматизированных производств. Для воплощения данного подхода требуются глубокие знания как в областях технологии, конструирования, теории информации, вычислительной техники, программирования, математики и т.д., так и взаимосвязи друг с другом. Более того, в виду сложности взаимосвязей подсистем ПС, обособленная разработка программного обеспечения, технологического оборудования, аппаратного обеспечения, средств диагностики и контроля и т.д., принципиально невозможна и крайне неэффективна.
Сложность взаимосвязей подсистем и многообразие функций определяет сложность структуры ТС, которая должна являться предметом исследования на ранних этапах проектирования. Вследствие недостаточного анализа функциональной структуры проектируемой системы, на этапах изготовления
появляется большое количество неопределенных связей между программными модулями, аппаратными средствами, техническим оборудованием и другими компонентами. Это приводит к необходимости добавления новых функций в программное обеспечение, закупке дополнительного оборудования и другим трудозатратам. Для того, чтобы избежать незапланированных затрат на разработку необходимо создать комплекс методов анализа и синтеза структур проектируемых систем, позволяющих формировать гипотетическую структуру системы, генерировать и формально оценивать новые структурные предположения, прослеживать изменения в поведении системы при изменении структуры, а также согласовывать различные уровни описания подсистем.
Целью данной работы является повышение эффективности технических систем на основе их моделирования, структурного анализа и синтеза.
Научная новизна работы заключается в:
выявлении взаимозависимостей между структурами проектных решений на этапах разработки программно-технических компонент технических систем;
моделях генерации структурных предположений;
моделях описания поведения системы и оценки структур;
алгоритмах, позволяющих эффективно проводить формальную оценку отличия требуемого поведения системы от поведения, соответствующего предлагаемой структуре.
Практическая ценность работы заключается в разработке инструментальных средств формирования начальной структуры и поведения системы, генерации и оценки структур проектируемой системы, формирования спецификации проектируемой системы.
Реализация работы. Разработанные модели и алгоритмы использованы в технико-экономическом обосновании создания технических систем для ОАО «Калугатрансмаш».
Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседаниях кафедры «Автоматизированные системы обработки информации и управления»
МГТУ «Станкин», на восьмой всероссийской научно-технической конференции 26 февраля 2010г., Вологда, ВоГТУ, на XIII научной конференции МГТУ «Станкин» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «Станкин» - ИММ РАН" по математическому моделированию и информатике, МГТУ «Станкин», 12-14 мая 2010г., на III научно-образовательной конференции Машиностроение - традиции и инновации (МТИ-2010), секция «Автоматизация и информационные технологии», ноябрь-декабрь 2010 г., МГТУ «Станкин».
Публикации. По теме диссертации опубликованы 5 статей.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы из 157 наименований, изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка, 1 таблицу.
