EFFECTIVE SUPPORT FOR DIGITAL TECHNOLOGIES WHEN REQUIREMENTS CHANGE IN PRODUCTION FACILITIES

Full Text

Введение Электронный документооборот на производ- ственных предприятиях должен быть организован в соответствии с современными потребностями и правилами [1]. На производственных предпри- ятиях системы электронного документооборота отличаются от типовых решений необходимо- стью учета различных стадий производственного процесса, в том числе проектирования, произ- водства и эксплуатации. Организация и внедре- ние электронного документооборота в бизнес- процессы существующего производственного предприятия должна осуществляться не стихий- но, а ориентироваться на серийное производство продукции. Поэтому эффект от внедренных ком- плексов документооборота должен отражаться на работе производственных и проектных подструк- тур предприятия. Функционирование этих комплексов происхо- дит при взаимодействии локальных баз данных и архивов документации между собой напрямую, а также с использованием технологий облачных и интернета вещей. Внедрение электронного до- кументооборота в некоторой степени изменяет алгоритмы проектирования изделий и работы производственного предприятия, поскольку от- ражается на процессах принятия решений. В ре- зультате формируются киберфизические систе- мы, функционирование которых невозможно без обеспечения требуемых показателей безопасно- сти и надежности. Необходимость высокопроизводительных вычислений Повышение роста сложности организации производственных предприятий приводит к усилению роли управленческих решений [2]. Ак- тивное совершенствование вариантов управлен- ческих решений сказывается на их поддержке, в том числе и со стороны используемых ком- пьютерных и информационных технологий. Эти информационные технологии позволяют обе- спечить выбор варианта в условиях внешних из- менений. Инновационная деятельность в рамках производственных предприятий, направленная на повышение их конкурентоспособности, при- водит к реформированию производственных и организационных структур. Эти структурные изменения отражаются на изменениях потоков в рамках предприятия и связях его со внешней сре- дой, таких как информационные, финансовые, управленческие и другие. Характеристики ресур- сов предприятия, от которых зависит смысловое наполнение информационных потоков, влияют на показатели эффективности работы производ- ственного предприятия в целом. Для обеспечения высоких значений этих пока- зателей можно выполнять реинжиниринг бизнес- процессов путем объединения информационных потоков в единые цифровые информационные пространства. Выбор вариантов укрупнения по- токов неосуществим без диверсификации ресур- сов. Диверсификация производится путем при- менения специализированных информационных систем поддержки принятия решений. Оценка состояний производственных пред- приятий является необходимым этапом их разви- тия [3]. В частности, по результатам этой оцен- ки можно производить внедрение современного компьютерного оборудования. Внедрение такого оборудования в некоторых ситуациях может ком- пенсировать технологическую отсталость произ- водственного предприятия. Достижение необхо- димых значений параметров технологического роста производственных предприятий происхо- дит после выявления динамических факторов, влияющих на его жизненный цикл. На основании оцененных численным значением этих факторов определяются перспективы совершенствования производственных технологий во времени. За- действование принципиально новых технологий в производстве является определяющим факто- ром экономического развития и стимулом повы- шения конкурентоспособности. Развитие информационных технологий на промышленных предприятиях происходит на ос- нове сформированных ранее концептов. Исполь- зование нового технологического уклада на пред- приятиях меняет выстроенные хозяйственные системы путем активного внедрения робототехнических и цифровых средств. Поэтому предва- рительно требуется производить моделирование взаимосвязанных компьютерных и производ- ственных технологий для исключения возника- ющих при внедрении противоречий, определе- ния объективных показателей качества, оценки влияния участников производства на конечный результат. Комплексы неблагоприятных факторов при- водят к деградации системообразующих произ- водственных предприятий [4]. Эта деградация изменяет инфраструктуру предприятия вплоть до упадка. Деградировавшие предприятия нуж- но восстанавливать. Для улучшения ситуации на предприятиях происходит восстановление суще- ствующей или создание новой инфраструктуры. Восстановление инфраструктуры неразрывно связано с анализом бизнес-процессов в инфра- структуре. Анализ ориентирован на выявление влияющих на деятельность инфраструктуры факторов. Системный подход для реорганиза- ции инфраструктуры производится на основе анализа накопленных статистических данных о деятельности предприятия. Выявление произ- водственного потенциала для повышения эффек- тивности деятельности предприятия происходит после формирования требуемых характеристик у бизнес-среды. Для этого активно внедряют- ся компьютерные технологии, которые изменя- ют используемые коммуникационные средства. Комплексная поддержка коммуникационных и компьютерных средств повышает качество го- товой продукции и труда. Формальные и логи- ческие модели, которые строятся на результатах анализа данных, позволяют оценивать показа- тели эффективности функционирования инфра- структуры производственных предприятий. Обе- спечение устойчивого роста этих показателей с учетом принимаемых экспертом решений может быть возложено на внутренние подсистемы ин- фраструктуры. Поэтому можно совершенствовать производ- ственные процессы путем их цифровизации [5]. Цифровизация производства включает в себя и цифровизацию управления им. Цифровизация неосуществима без создания технологических цепочек, которые учитывают не только положи- тельные стороны модернизации процессов про- изводственных предприятий, но и возможные риски. Тенденции модернизации меняют подхо- ды к процессам управления и их обеспечению. Рост уровня компьютерных технологий на про- мышленном предприятии и гибкость процессов связаны с активизацией автоматизации производ- ственных процессов, ее интеллектуализацией. Повышение оперативности производства, ее приспособления к новым и изменяющимся ус- ловиям непосредственно зависят от оператив- ности и быстроты настройки оборудования и изменения технологических параметров. В теку- щих условиях эти изменения зависят от обмена информацией в режиме реального времени. Ки- берфизические системы децентрализованно орга- низуют принятие и исполнение управленческих решений. В частности, их применение изменит важность и роль автоматизации в нестандартных ситуациях, в том числе и экстренных. Обоснова- ние принятия управленческих решений отталкиважнейших системных характеристик (1), в свою очередь, строится целевая функция: F ,  C0 p0 ,  (2)  Cq Lq ,  CsTs ,. В функции (2) обозначаются: C0 - оценка за- трат на простой компьютерного узла, Cq - оценка затрат на пребывание заявки в очереди, Cs - оцен- ка затрат на время пребывания заявки в системе. Эффективное функционирование компьютерного узла с учетом (2) достигается для известной ин- тенсивности входного потока λ корректировкой узловой производительности μ, то есть: вается от наличия рисков и неопределенностей, связанных с утечками и порчей информации, наarg min F ,.  (3) рушений процессов внешнего управления, дегра- дацей аппаратного обеспечения. Аналитическое моделирование Чтобы обеспечить эффективную поддержку цифровых технологий при изменениях требова- ний на производственных предприятиях, в насто- ящей публикации предлагается подход на основе методов системного анализа. В основе подхода лежит построение структур систем мониторинга и управления компьютерными узлами информа- ционного контура производственных предпри- ятий с использованием систем массового обслу- живания (СМО) [6-10]. Компьютерный узел, используемый для обе- спечения функционирования информационного контура производственного предприятия, имеет входной поток заявок с интенсивностью λ, буфер заявок неограниченной длины, канал обслужива- ния заявок с производительностью μ. Моделью такого компьютерного узла является СМО типа M/M/1. СМО типа M/M/1 обладает системными откликами, оценка которых производится по из- вестным аналитическим соотношениям: Решение задачи (3) в условиях режима реального времени автоматически либо после этапа функционирования инфраструктуры с участием ЛПР (лица, принимающего решения) происходит за счет специализированного комплекса коррек- тировки узловой производительности. В основе комплекса лежит использование непараметриче- ских оценок вероятностей гипотез. Путь гипотеза H0 = {компьютерный узел эф- фективно обрабатывает входной трафик}, ги- потеза H1 = {компьютерный узел неэффективно обрабатывает входной трафик}. Напрямую веро- ятности этих гипотез P(H0) и P(H1) определяться не будут. Для их определения с использованием методов непараметрической статистики, а имен- но простого критерия знаков и критерия Уил- коксона, рассчитываются численные оценки ус- ловных вероятностей гипотез P(H0|H0), P(H0|H1), P(H1|H0), P(H1|H1). Вероятность P(H0|H0) - это условная вероятность того, что узел работает эф- фективно при предположении о его эффективно- сти; вероятность P(H0|H1) - условная вероятность того, что узел работает эффективно при предпо- ложении о его неэффективности; вероятность P(H1|H0) - условная вероятность того, что узел    , p  1 - , i  0 работает неэффективно при предположении о его эффективности; вероятность P(H1|H1) - условная pi   p0 , 2 i  1, 2,,  (1) вероятность того, что узел работает неэффективно при предположении о его неэффективности. Lq  , 1 -  Ls  , 1 -  С использованием принципов системного ана- Tq   , 1 -  Ts  1 . 1 -  лиза происходит построение структуры корректирующей системы SKS. По принципу конечной цели, проектирования происходит для достиже- В соотношениях (1) обозначаются: загрузка ρ, вероятность простоя p0, вероятность наличия в системе i заявок pi, среднее число заявок в очере- ди Lq, среднее число заявок в системе Ls, среднее время пребывания заявки в очереди Tq, среднее время пребывания заявки в системе Ts. На основе ния (3). По принципу единства и связности, прин- ципу иерархичности: SKS = SSMO + SSTAT + SLPR, где SSMO - подсистема аналитического моделирования СМО, SSTAT - подсистема расчета непараметриче- ских статистик, SLPR - подсистема управления с участием лиц, принимающих решение (ЛПР). По принципу модульности программные моду- ли на высокоуровневом языке {MKS}, реализу- ющие функции корректирующей системы: {MKS} = = {MSMO} + {MSTAT} + {MLPR}, где {MSMO} - модуль, реализующий функции аналитического моделирования СМО; {MSTAT} - модуль, реализующий функции расчетов непараметрических статистик; {MLPR} - модуль, реализующий функции поль- зовательского интерфейса ЛПР и корректировки параметров компьютерного узла. Заключение Полученные структуры средств могут лежать в основе выполнения корректировки параметров компьютерных узлов инфраструктуры. Эта кор- ректировка с участием ЛПР будет производить- ся с учетом моделирования СМО и применения к результатам непараметрических статистик. Корректировка параметров позволит обеспечить эффективную поддержку цифровых технологий при изменениях требований на производствен- ных предприятиях.

About the authors

K. S Tkachenko

Sevastopol State University

Email: kstkachenko@sevsu.ru
Sevastopol, Russian Federation

References

Supplementary files