Особенности организации программной архитектуры адаптивных систем обработки информации, моделирования и управления

В статье предложен подход к разработке архитектуры сервис-ориентированной системы обработки информации, моделирования и управления технологическими процессами. Разрабатываемая система представляет собой инструментарий для идентификации, прогнозирования и управления дискретно-непрерывными процессами, математический аппарат которой основан на непараметрических алгоритмах идентификации и управления. Программная архитектура состоит из нескольких основных модулей: модуль обработки данных, моделирования и прогноза выходных переменных процесса, модуль управления технологическим процессом. Первый модуль включает в себя алгоритмы предобработки данных: нормализация, центрирование и анализ выбросов и пропусков. Модуль моделирования представлен алгоритмическим функционалом для исследования и восстановления зависимостей между переменными процесса, идентификации процесса с использованием непараметрической оценки функции регрессии по наблюдениям. Последний модуль – это реализация непараметрических алгоритмов дуального управления. Управляющие устройства, построенные на основании данных алгоритмов, выполняют функции как управления объектом, так и его изучения.

В статье обсуждаются вопросы применения архитектурных решений, основанных на двух зарекомендовавших себя в области разработки программного обеспечения подходах – композитном и сервис-ориентированном. Описываются основные принципы композитной архитектуры как набора программных систем с множеством характеристик, которые выполняют определенную задачу, и сервис-ориентированной архитектуры как модульного подхода к разработке программного обеспечения. Показаны преимущества примененной композитной сервис-ориентированной архитектуры перед другими вариантами архитектур программного обеспечения для систем управления, в частности, в работе сравнивается монолитная программная архитектура с композитной сервис-ориентированной архитектурой. Выбранное архитектурное решение предоставляет возможность выстроить систему из набора независимых модулей, каждый из которых реализует отдельную операцию, которая является логически обособленной, повторяющейся задачей, являющейся составной частью производственного процесса предприятия. Использование описанного в работе подхода позволило достичь положительных результатов при интеграции с существующими программными продуктами предприятий, значительно сократить сложность и стоимость разработки новых компонентов, а также поддержки «унаследованных» частей системы.