ОЦЕНКА ЖИВУЧЕСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ

Специфика любого промышленного предприятия в настоящее время такова, что его производственные и административные площади могут быть разнесены территориально и связаны между собой различными информационными потоками. Решение задачи управления этими объектами связано с развитием и внедрением информационных и коммуникационных технологий в сферу управления промышленными предприятиями, а именно автоматизированных систем управления критически важными производственными объектами. В состав этих систем в свою очередь входят автоматизированные системы управления технологическими процессами критически важных производственных объектов, которые применяются для сбора первичной технологической информации в реальном времени и ее передачи на вышестоящие уровни управления критически важными производственными объектами для принятия решений [2-8].

Общая структурная схема современной автоматизированной системы управления критически важными производственными объектами представлена на Рисунке 1.

Создание автоматизированных систем управления критически важными производственными объектами промышленного производства в условиях частного или корпоративного вложения капитала в промышленные предприятия требует реализации специфических требований владельцев предприятий [1].

В настоящее время к таким требованиям относиться «живучесть» автоматизированной системы управления критически важными производственными объектами, под которой понимается свойство автоматизированной системы, заключающееся в ее способности восстанавливать свой функционал и поддерживать значения основных эксплуатационных показателей в допустимых диапазонах при неблагоприятных воздействиях внешней среды, не предусмотренных регламентом нормальной работы посредством использования специальных механизмов адаптации, рационального перераспределения имеющихся ресурсов, введения избыточности и проведением организационно-технических мероприятий на этапе проектирования.

На этапе проектирования автоматизированной системы управления критически важными производственными объектами необходимо проводить работу по подготовке раздела ТЗ «требования по живучести». Специальная группа специалистов должна определять требования по живучести с позиции стоимости закладываемых решений, а также их рациональности и необходимости.

Один из пунктов решения данной задачи является реализация наиболее эффективных способов управления свойством живучести на основе структурных преобразований (изменение состава, конфигурации, внесения избыточности, количества и пропускной способности каналов передачи информации) и преобразований, связанных с изменением значений показателей функциональных свойств автоматизированной системы управления критически важными производственными объектами.

Для решения этой задачи предлагается использовать метод анализа иерархий (МАИ) [9], который применяется для решения слабоструктурированных и неструктурированных проблем.

Для осуществления выбора варианта построения сети управления необходимо представить автоматизированную системы управления критически важными производственными объектами как совокупность двух полюсных сетей и решить следующие задачи:

1.        По предлагаемым показателям, которые определяют структуру разработать иерархию выбора альтернативных вариантов.

2.        С учетом предпочтений по критериям, составить матрицы парных сравнений показателей и с учетом шкалы предпочтений составить матрицы парных сравнений по множеству альтернатив.

3.        Провести оценку суждений, которые используются при составлении матриц парных сравнений.

4.        Для альтернативных вариантов выбрать показатели качества, а также определить максимальный или предпочтительный.

Фокусом иерархии (Рисунок 2) принимается предпочтительный вариант структуры автоматизированной системы управления критически важными производственными объектами. Коэффициенты исправного действия по типам двухполюсных сетей будут являться показателями, по которым оцениваются варианты и находятся на уровне критериев. А данные по каждому из вариантов, которые были получены в результате моделирования процесса будут на уровне альтернатив.

Для составления матрицы парных сравнений (Табл.2, 3), в которых можно с помощью суждений экспертов по шкале предпочтений, представленной в Табл.1, привести в  соответствие степеням предпочтений одного сравниваемого критерия перед другим некоторые числа. Таким образом в результате сравнения можно определить не только превосходство, и его степень.

Таблица 1 

Шкала отношений (степени значимости действий)

Сравнение полученных альтернатив автоматизированных систем управления критически важными производственными объектами по каждому критерию производится на уровне альтернатив.

λmax – максимальное собственное значение матрицы парных сравнений; n – ранг матрицы; М(ИО) – среднее значение (математическое ожидание) индекса однородности случайным образом составленной матрицы парных сравнений, которое основано на экспериментальных данных [9].

В качестве допустимого используется значение отношения однородности (ОО). Если для матрицы парных сравнений отношение однородности ОО > 0,10 , то это говорит о значительном нарушении логики суждений, которое было у эксперта при заполнении матрицы, поэтому необходимо заново выбрать данные, чтобы по ним построить матрицы и повысить однородность.

Полученные значения весов собственных векторов альтернатив при сравнении по критериям и веса собственных векторов критериев позволят определить наилучшую альтернативу построения автоматизированной системы управления критически важными производственными объектами по формуле:

где V j – показатель качества j -й альтернативы (варианта построения); wi –   вес i-го критерия  j.; Pji  – важность j-й альтернативы по i-му критерию

Альтернатива, у которой значение показателей качества больше, является предпочтительной и она, соответственно, будет удовлетворять экспертов по живучести и затратам.

Применение метода анализа иерархий дает возможность еще на этапе проектирования автоматизированных систем управления критически важными производственными объектами закладывать необходимые параметры по «живучести» в самой структуре, с учетом неоднородности ее элементов.

Список литературы

1.     Восканьянц, А.А. Автоматизированное управление процессами прокатки: Учеб. пособие/А.А. Восканьянц; Московский гос. техн. ун-т им. Н.Э.Баумана – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2010. – 85 с.

2.     Еременко, В. Т. Методологические аспекты выбора профилей сбора и обработки данных в системах неразрушающего контроля и диагностики технических объектов / В.Т. Еременко, А.В. Тютякин // Контроль. Диагностика. – 2013, № 1. – С. 24 – 31.

3.     Ерѐменко, В.Т. Синтез локально-оптимальной структуры классификатора информационных ресурсов по критерию минимума средней длины процедуры поиска / А.А. Батенков., И.С. Полянский, К.А. Батенков, М.А. Сазонов, В.Т. Еременко // Вестник компьютерных и информационных технологий. – 2013, № 7. – С.3 – 8.

4.     Ерѐменко, В.Т. Методологические аспекты синтеза оптимальной древовидной структуры в системах сбора и обработки информации / В.Т. Еременко, И.С. Полянский, И.И. Беседин // Вестник компьютерных и информационных технологий. – 2013, № 11. – С.15 – 21.

5.     Ерѐменко, В.Т. Направления и проблемы интеграции автоматизированных систем управления для предприятий с непрерывным технологическим циклом / В.Т. Ерѐменко, Д.С. Мишин, Т.М. Парамохина, А.В. Ерѐменко, С.В. Ерѐменко //Информационные системы и технологии. – 2014. – № 3. – С.51 -58.

6.     Еременко, В.Т. Создание теоретических основ автоматизации и построения технологической составляющей АСУ территориально распределенных предприятий С.И. Афонин, В.Т. Еременко. // Информационные системы и технологии. – 2012, № 2 – С.99 – 105.

7.     Ерѐменко, В.Т. Направления и проблемы интеграции автоматизированных систем управления для предприятий с непрерывным технологическим циклом / В.Т. Ерѐменко, Д.С. Мишин, Т.М. Парамохина, А.В. Ерѐменко, С.В. Ерѐменко //Информационные системы и технологии. – 2014. – № 3. – С.51 -58.

8.     Каган Б.М., Долкарт В.М., Каневский М.М. Управляющий вычислительный комплекс с автоматической реконфигурацией для ответственных АСУ ТП//В кн.: Кибернетические проблемы АСУ ТП. Материалы семинара. - М.: Знание, МДНТП,-1978.   С. 3-11.

9.   
Саати, Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий: пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1993. –
278 с.