Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние годы практически во всех областях знаний бурно развиваются высокие технологии. Однако, общим моментом для всех без исключения высоких технологий является отсутствие методики и, соответственно, теории переходов в процессах от одной процедуры к другой в функции получения заданного конечного продукта. Это противоречие сложилось исторически, так как развитие технологических процессов, моделирование и создание информационно-вычислительных процедур разрабатывались и функционировали, в основном, параллельно, объединяясь (концентрируясь) только на решении локальных вопросов. Это привело к серьезному распараллеливанию указанных направлений, что крайне затрудняет обеспечение единого процесса «измерение - оценка - принятие решений» при необходимости получения конкретных результатов, учитывающих взаимовлияние всех составляющих технологического процесса.
Многолетний опыт автора по разработке информационно-математического моделирования и создания аппаратно-программных комплексов для технологических процессов, а также анализ отечественного и зарубежного опыта позволил сформулировать область исследований как структурно-информационно-математическое моделирование с кибернетических позиций совместно с созданием и обеспечением функционирования информационно-вычислительного комплекса. Объединение двух названных направлений предполагается не просто «сложить» для решения локальных задач, как это осуществляется в настоящее время, а направить на разработку многоитерационного процесса непрерывного уменьшения информационного пространства (размерности) для принятия решений от постановки задачи до получения конечного результата, - это и является целью исследования.
Для реализации поставленной цели в работе решаются следующие основные задачи:
1. Разработать классификацию структур моделирования технологических процессов и их типажей;
2. Разработать и адаптировать вычислительные процедуры уменьшения
размерности информационного пространства для оценок и принятия решений;
-
Провести системный анализ ряда технологических процессов и выполнить по ним экспериментальные исследования;
-
Разработать системные требования к созданию информационно-вычислительного комплекса для функционирования высоких технологий.
Предметом исследования в настоящей работе являются информационно-вычислительные методы и процедуры, структурно-технологические решения, необходимые для моделирования сложных процессов.
В качестве объектов исследований выбраны высокие технологические процессы, функционирующие на основе применения электронного пучка, энергии электромагнитного воздействия и процессов сорбции.
Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались методология функционального моделирования, структурно-системный анализ, матстатистика, функциональные и информационные технологии.
Научная новизна:
-
Переосмыслено понятие высокой технологии как кибернетической системы.
-
Предложена классификация структур и типажей моделирования.
-
Предложена функциональная технология уменьшения, информационного пространства, включающая адаптацию вычислительных процедур группирования и анализа соответствия.
-
Разработаны требования к информационной технологии, объединяющей процессы структуризации процессов и переработки информации.
Практическая ценность работы: Разработаны структурные типажи моделей высоких технологий, позволяющие максимально типизировать технологию задач; алгоритмы и программы уменьшения информационного пространства для принятия решений; осуществлен системный анализ сложных развивающихся
процессов; выполнен комплекс экспериментальных исследований и реализованы модели создания высоких технологий на основе электронного пучка, магнитного поля, процессов сорбции; разработан комплекс экспериментальных и пилотных установок и устройств.
Апробация работы. Основные теоретические и методологические положения диссертации были доложены и положительно оценены на научно-методических семинарах ЛВТА ОИЯИ, на международном симпозиуме «Accelerator-Driven Transmutation Technologies and Applications» (Kalmar, Sweden, 1996 г.), на семинаре Главного управления растениеводства Минсельхозпрода РФ (Москва, 1994 г.), на заседании Секции «Экологическая безопасность» Научно-технического совета Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ (Москва, 1996 г.).
Результаты исследований, приведенные в диссертационной работе,
внедрены в ЦНИИ им. Академика А.Н. Крылова г. Санкт-Петербург,
ВНИИФТРИ г. Москва, на Калининской АЭС г. Тверь , на предприятиях Министерства обороны РФ, в различных регионах страны на предприятиях Министерства сельского хозяйства РФ, на Магаданском рыбоведческом комбинате.
Данная работа выполнялась в рамках проблемно-тематического плана научно-исследовательских работ и международного сотрудничества Объединенного института ядерных исследований.
Тема 03-0-1008 «Теоретические и экспериментальные исследования электроядерного способа получения энергии и трансмутации радиоактивных отходов»;
Тема 09-6-1019 «Развитие и сопровождение сетевой и информационно-вычислительной инфраструктуры ОИЯИ»;
в рамках сотрудничества с Министерством энергетики США «Физическая защита, учет и хранение ядерных материалов в ОИЯИ»;
вычислительных сетей проект NICE и применение Lab VIEW в управлении физическими установками»,
в рамках Научно-технического сотрудничества с Германией «Разработка новейших технологий утилизации ядерных и химических отходов производства»;
в рамках проекта «Экономическая утилизация надводных и подводных кораблей и др. техники в Северном регионе РФ».
Публикации. Основные результаты исследований изложены в 31 научной работе общим объемом свыше 15 печатных листов.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из: введения, пяти глав, заключения, списка литературных источников.