УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ СОБЫТИЙ
DEVICE FOR PREDICTING RANDOM EVENTS

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для оценки надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры, в которых используется циклический характер производства, предоставления телекоммуникационных услуг и временное резервирование.
Известно устройство для прогнозирования случайных событий, содержащее блок модели системы, блок формирования сигналов отказов и блок регистрации (см. авт. св. СССР №1198484, G05В 23/02, 1985, бюл. №26).
Недостатком данного устройства является относительно большое время оценивания показателей надежности производственных систем с временным резервированием.
Известно устройство для прогнозирования случайных событий, содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов и блок регистрации (см. авт. св. СССР №1441421, G06F 15/46, 1988, бюл. №44).
Однако данное устройство имеет относительно низкую достоверность идентификации состояния безотказной работы системы (выполнения сменных заданий за оперативное время) и противоположного состояния - отказа системы в условиях недостоверности (недостаточности, неполноты и противоречивости) параметров модели процесса функционирования исследуемой системы.
8
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототипом) является устройство (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий», МПКG06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликованный 20.09.2009, бюл. №26), содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели и блок коррекции данных модели. При этом выход блока регистрации подключен к входу блока управления, сбросовый выход блока управления соединен со сбросовым входом блока имитаторов состояний участков системы, сбросовым входом блока модели системы, сбросовым входом блока формирования сигналов отказов, сбросовым входом блока регистрации, сбросовым входом блока проверки данных модели, сбросовым входом блока коррекции данных модели. Причем М≥2 контрольных выходов блока управления подключены к соответствующим М контрольным входам блока модели системы. Синхронизирующий выход блока управления подключен к синхронизирующему входу блока имитаторов состояний участков системы, синхронизирующему входу блока модели системы, синхронизирующему входу блока формирования сигналов отказов, синхронизирующему входу блока регистрации, синхронизирующему входу блока проверки данных модели, синхронизирующему входу блока коррекции данных модели. Управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока имитаторов состояний участков системы, N≥2 групповых входов которого подключены к N групповым выходам блока коррекции данных модели, и к N групповым выходам блока проверки данных модели. N-разрядный выход блока проверки данных модели 6 соединен с N-разрядным входом блока коррекции данных модели, а сигнальный выход блока проверки данных модели соединен с сигнальным входом блока коррекции данных модели. N групповых входов блока проверки данных модели соединены с соответствующими N групповыми выходами блока модели системы, N групповых входов которого соединены с соответствующими N групповыми выходами блока имитаторов состояний участков системы. Информационный и сигнальный входы блока регистрации соединены соответственно с информационным и сигнальным выходами блока формирования сигналов отказов, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу блока проверки данных модели и управляющему выходу блока коррекции данных модели. Управляющий вход блока проверки данных модели подключен к управляющему выходу блока модели системы.
В прототипе реализуется возможность повышения достоверности идентификации состояния безотказной работы системы (выполнения сменных заданий за оперативное время) и противоположного состояния - отказа производственной или телекоммуникационной системы в условиях недостаточности (неполноты и противоречивости) данных об истинных значениях параметров моделируемых сигналов.
Однако устройство-прототип имеет недостаток - узкую область применения, ограниченную возможностью идентификации состояний системы, характеризующихся отсутствием динамики (невозможностью) смены параметров этих состояний производственной или телекоммуникационной системы с учетом изменяющихся задач моделирования, прогнозирования случайных событий и влияющих факторов.
Это связано с тем, что устройство-прототип не позволяет динамически корректировать один из ключевых параметров, характеризующих моделируемый процесс функционирования исследуемой системы - оперативное время, т.е., время, выделяемое для выполнения системой задания. Данное устройство-прототип позволяет моделировать процесс функционирования производственной или телекоммуникационной системы с раз и навсегда заданными значениями времени выполнения сменного задания, в то время как большое количество реальных процессов в сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных системах произвольной структуры, могут в динамике функционирования изменять оперативное время под влиянием управляющих воздействий на систему, исходя из текущих целей моделирования и прогнозирования или под влиянием внешних факторов.
Это исключает применение прототипа для моделирования процесса функционирования исследуемой системы в интересах прогнозирования случайных событий, когда в динамике работы реальной производственной или телекоммуникационной системы объективно изменяются во времени не только свойства самой системы и окружающей среды, но и требования к ключевому параметру моделируемого процесса - оперативному времени (времени выполнения сменного задания).
Под «оперативным временем» понимается время, выделяемое для выполнения системой задания. Временной резерв системы и ее участков образуется за счет увеличения времени, выделяемого для выполнения задания.
Под «отказом системы с непополняемым временным резервом» понимается несвоевременное выполнение сменного задания, т.е. отказ системы фиксируется тогда, когда оперативное время истекло, а сменное задание еще не выполнено.
Под «параметрами модели процесса функционирования исследуемой системы» понимаются исходные данные для моделирования - множество числовых значений характеристик свойств конкретного процесса в данный момент времени, включая и один из ключевых параметров моделируемого процесса - оперативное время (время выполнения сменного задания).
Под «результатами прогнозирования случайных событий» понимаются итоговые результаты моделирования - соотношение времени выполнения сменного задания и количества изделий, изготовленных производственной системой (или количества доведенных до абонента телекоммуникационной системы услуг).
Целью изобретения является разработка устройства для прогнозирования случайных событий, обеспечивающего расширение области его применения за счет реализации возможности моделирования текущих состояний в условиях, присущих реальному процессу функционирования исследуемой производственной или телекоммуникационной системы - в условиях динамики смены параметров этих состояний с учетом влияющих факторов, устройства, способного достоверно идентифицировать состояния безотказной работы и отказа системы с учетом изменяющегося значения ключевого параметра моделируемого процесса - оперативного времени, на основе динамически корректируемых значений времени выполнения сменного задания на каждом модельном элементе участка системы.
Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для прогнозирования случайных событий, содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели и блок коррекции данных модели, дополнительно включены N>2 контроллеров оперативного времени модельных элементов, предназначенных для дешифровки, дополнительного сравнения и контроля кода, обуславливающего новое значение оперативного времени для каждого конкретного модельного элемента участка системы и главный контроллер оперативного времени, предназначенный для динамической коррекции значений оперативного времени для модельных элементов участков системы. При этом выход блока регистрации подключен к входу блока управления, сбросовый выход блока управления соединен со сбросовыми входами блока имитаторов состояний участков системы, блока модели системы, блока формирования сигналов отказов, блока регистрации, блока проверки данных модели и блока коррекции данных модели, причем М≥2 контрольных выходов блока управления подключены к соответствующим М контрольным входам блока модели системы, синхронизирующий выход блока управления подключен к синхронизирующим входам блока имитаторов состояний участков системы, блока модели системы, блока формирования сигналов отказов, блока регистрации, блока проверки данных модели и блока коррекции данных модели. Управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока имитаторов состояний участков системы, N групповых входов которого подключены к соответствующим N групповым выходам блока коррекции данных модели и блока проверки данных модели, N-разрядный вы ход которого соединен с N-разрядным входом блока коррекции данных модели, а сигнальный выход блока проверки данных модели соединен с сигнальным входом блока коррекции данных модели. Причем N групповых входов блока проверки данных модели соединены с соответствующими N групповыми выходами блока модели системы, при этом информационный и сигнальный входы блока регистрации соединены соответственно с информационным и сигнальным выходами блока формирования сигналов отказов, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу блока проверки данных модели и управляющему выходу блока коррекции данных модели, причем управляющий вход блока проверки данных модели подключен к управляющему выходу блока модели системы. При этом N групповых выходов блока имитаторов состояний участков системы соединены с информационными входами соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов, информационные выходы которых соединены с соответствующими групповыми входами блока модели системы, корректирующие входы которого подключены к корректирующим выходам соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов, причем корректирующие входы N контроллеров оперативного времени модельных элементов подключены к соответствующим выходам главного контроллера оперативного времени, входы которого являются соответствующими N входами «Коррекция оперативного времени» устройства.
Контроллер оперативного времени модельных элементов состоит из дешифратора корректированного кода оперативного времени, проверочный выход которого подключен к проверочному входу регистра сравнения-коррекции оперативного времени, информационные вход и выход которого являются соответствующими информационными входом и выходом контроллера, причем корректирующие вход и выход дешифратора корректированного кода оперативного времени являются корректирующими входом и выходом контроллера.
Главный контроллер оперативного времени состоит из регистрирующего элемента оперативного времени и элемента хранения нового значения оперативного времени, при этом N входов регистрирующего элемента оперативного времени являются соответствующими N входами главного контроллера оперативного времени, N выходов регистрирующего элемента оперативного времени подключены к соответствующим N входам элемента хранения нового значения оперативного времени, N выходов которого являются соответствующими N выходами главного контроллера оперативного времени.
Блок модели системы состоит из N модельных элементов участка системы, соединенных между собой в соответствии со структурой производственной или телекоммуникационной системы. При этом корректирующие входы модельных элементов участка системы являются корректирующими входами блока модели системы.
Благодаря новой совокупности существенных признаков, за счет введения N идентичных контроллеров оперативного времени модельных элементов, предназначенных для дешифровки, дополнительного сравнения и контроля кода, обуславливающего новое значение оперативного времени для каждого конкретного модельного элемента участка системы и главного контроллера оперативного времени, предназначенного для динамической коррекции значений оперативного времени для модельных элементов участков системы, в заявленном устройстве достигается возможность, обуславливающая расширение области применения устройства в условиях, присущих реальному процессу функционирования исследуемой производственной или телекоммуникационной системы - в условиях динамики смены параметров состояний системы с учетом влияющих факторов, устройства, способного достоверно идентифицировать состояния безотказной работы и отказа системы с учетом изменяющегося значения ключевого параметра моделируемого процесса - оперативного времени, на основе динамически корректируемых значений времени выполнения сменного задания на каждом модельном элементе участка системы.
Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых представлены:
на фиг. 1 - структурная схема устройства для прогнозирования случайных событий;
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
на фиг. 2 - структурная схема n-го
контроллера оперативного времени модельных элементов;
на фиг. 3 - структурная схема главного контроллера оперативного времени;
на фиг. 4 - пример структуры конкретной системы (из шести участков, N=6);
на фиг. 5 - структурная схема блока модели системы;
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
на фиг. 6 - структурная схема n-го
модельного элемента участка системы;
на фиг. 7 - структурная схема блока управления;
на фиг. 8 - структурная схема блока имитаторов состояний участков системы;
на фиг. 9 - структурная схема блока формирования сигналов отказов;
на фиг. 10 - структурная схема блока регистрации;
на фиг. 11 - структурная схема блока проверки данных модели;
на фиг. 12 - структурная схема блока коррекции данных модели.
1
N
1
М
1
М
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
Устройство для прогнозирования случайных событий, изображенное на фиг. 1, состоит из блока управления 1, блока модели системы 2, блока имитаторов состояний участков системы 3, блока формирования сигналов отказов 4, блока регистрации 5, блока проверки данных модели 6, блока коррекции данных модели 7, N идентичных контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8 и главного контроллера оперативного времени 9. При этом выход 51 блока регистрации 5 подключен к входу 11 блока управления 1, сбросовый выход 12 блока управления 1 соединен со сбросовым входом 32 блока имитаторов состояний участков системы 3, сбросовым входом 22 блока модели системы 2, сбросовым входом 42 блока формирования сигналов отказов 4, сбросовым входом 52 блока регистрации 5, сбросовым входом 62 блока проверки данных модели 6 и сбросовым входом 72 блока коррекции данных модели 7. Причем М≥2 контрольных выходов 14-14 блока управления 1 подключены к соответствующим М контрольным входам 24-24 блока модели системы 2. Синхронизирующий выход 13 блока управления 1 подключен к синхронизирующему входу 33 блока имитаторов состояний участков системы 3, синхронизирующему входу 23 блока модели системы 2, синхронизирующему входу 43 блока формирования сигналов отказов 4, синхронизирующему входу 53 блока регистрации 5, синхронизирующему входу 63 блока проверки данных модели 6 и синхронизирующему входу 73 блока коррекции данных модели 7. Управляющий выход 15 блока управления 1 соединен с управляющим входом 34 блока имитаторов состояний участков системы 3, N групповых входов 31-31 которого подключены к N соответствующим групповым выходам 71-71 блока коррекции данных модели 7 и к N соответствующим групповым выходам 68-68 блока проверки данных модели 6. N-разрядный выход 64 блока проверки данных модели 6 соединен с N-разрядным входом 74 блока коррекции данных модели 7, а сигнальный выход 65 блока проверки данных модели 6 соединен с сигнальным входом 75 блока коррекции данных модели 7. N групповых входов 61-61 блока проверки данных модели 6 соединены с соответствующими N групповыми выходами 21-21 блока модели системы 2. Информационный 54 и сигнальный 55 входы блока регистрации 5 соединены соответственно с информационным 44 и сигнальным 45 выходами блока формирования сигналов отказов 4, управляющий вход 41 которого подключен к управляющему выходу 66 блока проверки данных модели 6 и управляющему выходу 76 блока коррекции данных модели 7. Управляющий вход 67 блока проверки данных модели 6 подключен к управляющему выходу 26 блока модели системы 2. При этом N групповых выходов 35-35n блока имитаторов состояний участков системы 3 соединены с информационными входами 81-81 соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8, информационные выходы 83-83 которых соединены с соответствующими групповыми входами 25-25 блока модели системы 2, корректирующие входы 27-27 которого подключены к корректирующим выходам 84-84 соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8. Причем корректирующие входы 82-82 N контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8 подключены к соответствующим выходам 92-92 главного контроллера оперативного времени 9, входы 91-91 которого являются соответствующими N входами «Коррекция оперативного времени» 01-01 устройства.
Число «N, (N≥2)» (элементов, входов, выходов и т.п.) определяется в соответствии с возможным количеством участков исследуемой производственной или телекоммуникационной системы и, как правило, составляет от 2 (двух) до 50 (пятидесяти).
Число «M, (М≥2)» характеризует возможное количество агрегатов участка исследуемой производственной или телекоммуникационной системы и, как правило, составляет от 2 (двух) до 20 (двадцати).
Число «L, (L≥2)» характеризует возможное количество параллельно работающих участков исследуемой производственной или телекоммуникационной системы и, как правило, составляет от 2 (двух) до 20 (двадцати).
Число «К, (К≥2)» характеризует возможное количество отказов системы за цикл работы, используется в интересах получения параметров эмпирического распределения наработки производственной или телекоммуникационной системы на отказ и, как правило, составляет от 2 (двух) до 50 (пятидесяти).
1
N
Контроллеры оперативного времени модельных элементов 8-8 идентичны и предназначены для дешифровки, дополнительного сравнения и контроля кода, обуславливающего новое значение оперативного времени для каждого конкретного модельного элемента участка системы.
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
Контроллер оперативного времени модельных элементов (например, n-ый контроллер) 8, где n=1, 2, …, N (фиг. 2), состоит из дешифратора корректированного кода оперативного времени 8.1 и регистра сравнения-коррекции оперативного времени 8.2. При этом вход 8.1-1 дешифратора корректированного кода оперативного времени 8.1является корректирующим входом 82 контроллера оперативного времени модельных элементов 8. Проверочный выход 8.1-2 дешифратора корректированного кода оперативного времени 8.1 подключен к проверочному входу 8.2-2 регистра сравнения-коррекции оперативного времени 8.2, информационный вход 8.2-1 которого является информационным 81 входом контроллера оперативного времени модельных элементов 8, а информационный выход 8.2-3 регистра сравнения-коррекции оперативного времени 8.2 является информационным выходом 83 контроллера оперативного времени модельных элементов 8. Выход 8.1-3 дешифратора корректированного кода оперативного времени 8.1 является корректирующим выходом 84 контроллера оперативного времени модельных элементов 8.
n
n
n
Дешифратор корректированного кода оперативного времени 8.1 контроллера оперативного времени модельных элементов 8 предназначен для преобразования десятичного кода, обуславливающего новое, вводимое в процессе управления, значение времени выполнения сменного задания на конкретном n-ом модельном элементе участка системы, в двоичный код. Дешифратор корректированного кода оперативного времени 8.1 может быть технически реализован в виде серийно выпускаемого дешифратора, описанного в книге [Богданович М.И., Грель И.Н., Прохоренко В.А. и др. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник. - Минск: Беларусь, 1991. С. 432-436, рис. 4.46].
n
n
n
n
Регистр сравнения-коррекции оперативного времени 8.2 контроллера оперативного времени модельных элементов 8 предназначен для дополнительной проверки (сравнения) соответствия оперативного времени с изначальным и вновь вводимым оперативным временем и формирования (ретрансляции по итогам сравнения) на выходе контроллера оперативного времени модельных элементов 8 единичного сигнала, характеризующего соответствие оперативного времени требуемому значению с учетом коррекции и подтверждающего нормальный ход технологического или телекоммуникационного процесса на n-ом участке производственной или телекоммуникационной системы. Регистр сравнения-коррекции оперативного времени 8.2 может быть реализован технически на базе серийно выпускаемого узла сравнения (цифрового компаратора), как показано в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров A.M. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С. 149-152, рис. 5.19].
Главный контроллер оперативного времени 9 предназначен для динамической коррекции значений (границ) оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для каждого модельного элемента любого из N участков производственной или телекоммуникационной системы.
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
Главный контроллер оперативного времени 9 (фиг. 3) состоит из регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 и элемента хранения нового значения оперативного времени 9.2. При этом N входов 9.1-1-9.1-1 регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 являются соответствующими входами 91-91 главного контроллера оперативного времени 9. Причем N выходов 9.1-2-9.1-2 регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 подключены к соответствующим входам 9.2-1-9.2-1 элемента хранения нового значения оперативного времени 91.2, выходы 9.2-2-9.2-2 которого являются соответствующими выходами 92-92 главного контроллера оперативного времени 9.
Регистрирующий элемент оперативного времени 9.1 главного контроллера оперативного времени 9 предназначен для контроля и регистрации нового, вводимого в динамике управления процессом моделирования, значения оперативного времени для каждого конкретного модельного элемента участка системы. Регистрирующий элемент оперативного времени 9.1 может быть технически реализован в виде серийно выпускаемого многоразрядного сдвигающего регистра для сдвига влево, как показано в литературе [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров A.M. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С. 158-160, рис. 5.28(6)].
Элемент хранения нового значения оперативного времени 9.2 главного контроллера оперативного времени 9 предназначен для записи и хранения нового, вводимого в динамике управления процессом моделирования, значения оперативного времени для каждого модельного элемента участка системы. Элемент хранения нового значения оперативного времени 9.2 может быть технически реализован в виде обычного запоминающего устройства на базе типового многоразрядного регистра сдвига с последовательным вводом и выводом информации, описанного в [Быстров Ю.А., Великсон Я.М., Вогман В.Д. и др. Электроника: Справочная книга/Под ред. Быстрова Ю.А. - СПб.: Энергоатомиздат, 1996. С. 291-292, рис. 6.7].
8
1
N
Блок модели системы 2, входящий в общую структурную схему, предназначен для моделирования процесса функционирования взаимосвязанных участков конкретной производственной или телекоммуникационной системы, пример структуры которой, с учетом коррекции оперативного времени на каждом модельном элементе участка системы, приведен на фиг. 4. Структурная схема блока модели системы 2 известна, включает N модельных элементов участка системы, соединенных между собой в соответствии со структурой производственной или телекоммуникационной системы, детально описана в (см. авт. св. СССР №1441421, G06F 15/46, 1988, бюл. №44, фиг. 8), в прототипе (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий», МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликованный 20.09.2009, бюл. №26, фиг. 6) и приведена на фиг. 5, где, в качестве примера, количество участков N=6 и участки обозначены латинскими цифрами I, II, III, IV, V, VI и арабскими цифрами 2.1-2.N. При этом корректирующие входы N модельных элементов участка системы 2.1-2.N являются корректирующими входами 27-27 блока модели системы 2.
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
8
1
L
n
Каждый из модельных элементов участка системы 2.1-2.N блока модели системы 2 предназначен для моделирования циклического процесса функционирования одного из участков производственной или телекоммуникационной системы с учетом отказов и восстановлений агрегатов участка, происходящих в случайные моменты времени и с учетом коррекции оперативного времени (времени выполнения сменного задания) на конкретном модельном элементе участка системы. Структура каждого из модельных элементов участка системы 2.1-2.N известна, идентична для любого n-го
из участков системы, детально описана в (см. авт. св. СССР №1441421, G06F 15/46, 1988, бюл. №44, фиг. 3), в прототипе (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий», МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, бюл. №26, фиг. 7) и проиллюстрирована в качестве примера для некоторого n-ого модельного элемента участка системы 2.n
на фиг. 6 данного описания. При этом n-ый модельный элемент участка системы 2.n (см. фиг. 6) содержит с первого по четвертый элементы ИЛИ 2.n.1 - 2.n.4, L элементов И 2.n.5-2.n.5, первичный элемент И 2.n.6, вторичный элемент И 2.n.1, первичный триггер 2.n.8, вторичный триггер 2.n.9, первичный счетчик 2.n.10, вторичный счетчик 2.n.11, первичный корректируемый дешифратор 2.n.12 и вторичный дешифратор 2.n.13. Причем корректирующий вход 2.n.12-3 первичного корректируемого дешифратора 2.n.12 является корректирующим входом 2.n-1 n-го модельного элемента участка системы 2.n и соответствующим корректирующим входом 27 блока модели системы 2. Первичный корректируемый дешифратор 2.n.12 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого дешифратора, например, как описано в книге [Мальцев П.П., Долидзе Н.С. и др. Цифровые интегральные микросхемы: справочник. - М.: Радио и связь, 1994, с. 41-47].
8
Блок управления 1, входящий в общую структурную схему, предназначен для генерации сигналов управления - уровня «0» (режим, когда блоки устройства переводятся в исходное состояние) либо уровня «1» (соответствующего режиму «Работа»), генерации тактовых импульсов, обеспечивающих работу устройства по определенным циклам и генерации единичных импульсов, синхронизирующих работу ряда блоков устройства. Структура блока управления 1 известна, детально описана в (см. авт. св. СССР №1441421, G06F 15/46, 1988, бюл. №44, фиг. 2), в прототипе (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий», МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, бюл. №26, фиг. 4) и проиллюстрирована на фиг. 7 данного описания. Блок управления 1 (см. фиг. 7) содержит формирователь импульсов 1.1, генератор тактовых импульсов 1.2, переключатель 1.3, элемент И 1.4, синхронный счетчик 1.5 и дешифратор 1.6.
8
1
M
Блок имитаторов состояний участков системы 3, входящий в общую структурную схему, предназначен для имитации циклического процесса функционирования производственной или телекоммуникационной системы с учетом отказов и восстановлений агрегатов участка, происходящих в случайные моменты времени. Структура блока имитаторов состояний участков системы 3 известна, детально описана в (см. авт. св. СССР №1441421, G06F 15/46, 1988, бюл. №44, фиг. 4), в прототипе (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий», МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, бюл. №26, фиг. 8) и представлена на фиг. 8. Блок имитаторов состояний участков системы 3 (см. фиг. 8) состоит из N≥2 имитаторов состояний участков системы 3.1-3.N, каждый из которых содержит, например, для имитатора состояний участков системы 3.1: элемент И 3.1.1, одновибратор 3.1.2, счетчик 3.1.3, дешифратор 3.1.4, элемент НЕ 3.1.5, М≥2 генераторов случайных импульсов 3.1.6-3.1.6, элемент И-ИЛИ-НЕ 3.1.7 и элемент ИЛИ 3.1.8.
8
Блок формирования сигналов отказов 4 (фиг. 9) предназначен для регистрации и дешифровки верифицированных результатов моделирования системы, поступающих с управляющего выхода блока проверки данных модели 6 или блока коррекции данных модели 7, а также учета и формирования численных значений количества изделий, изготовленных производственной системой или количества доведенных до абонента телекоммуникационной системы услуг в текущую смену. Структурная схема блока формирования сигналов отказов 4 известна, подробно описана в (см. авт. св. СССР №1441421, G06F 15/46, 1988, бюл. №44, фиг. 5), в прототипе (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий», МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, бюл. №26, фиг. 9), а также приведена на фиг. 9 данного описания. Блок формирования сигналов отказов 4 (см. фиг. 9) содержит элемент ИЛИ 4.1, основной 4.2 и дополнительный 4.3 счетчики, основной 4.4 и дополнительный 4.5 дешифраторы.
8
1
K
1
K
Блок регистрации 5, входящий в общую структурную схему, предназначен для регистрации, учета и накопления статистических данных в интересах получения численных значений показателей надежности и качества функционирования производственной или телекоммуникационной системы. Структура блока регистрации 5 известна, детально описана в (см. авт. св. СССР №1441421, G06F 15/46, 1988, бюл. №44, фиг. 6), в прототипе (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий», МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, бюл. №26, фиг. 10) и представлена на фиг. 10 данного описания. Блок регистрации 5 (см. фиг. 10) состоит из основного элемента И 5.1, К (где К≥2) элементов И 5.2-5.2, делителя частоты 5.3, элемента ИЛИ 5.4, первичного 5.5, вторичного 5.6 и третичного 5.7 счетчиков, К≥2 счетчиков 5.8-5.8, четверичного счетчика 5.9, первичного 5.10, вторичного 5.11, третичного 5.12 и четверичного 5.13 дешифраторов, одновибратора 5.14, переключателя 5.15 и элемента НЕ 5.16.
8
Блок проверки данных модели 6, входящий в общую структурную схему, предназначен для анализа и регистрации истинных значений параметров моделируемых сигналов, характеризующих принадлежность конкретного сигнала состояния к пространству состояния безотказной работы системы (выполнения сменных заданий за оперативное время) либо к пространству отказов, а также для преобразования данных, идентифицируемых неоднозначно (недостоверно, неполно) к виду, пригодному для получения однозначных (достоверных) результатов прогнозирования случайных событий, т.е. преобразования из параллельного кода в последовательный с целью последующего распознавания. Структура блока проверки данных модели 6 известна, детально описана в прототипе (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий», МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, бюл. №26, фиг. 2) и представлена на фиг. 11 данного описания. Блок проверки данных модели 6 (см. фиг. 11) состоит из селектора исходных данных 6.1 и преобразователя недостоверных данных 6.2.
8
Блок коррекции данных модели 7, входящий в общую структурную схему, предназначен для записи, хранения результатов анализа данных и математически корректного распознавания (определения) параметров, заданных как количественно, так и качественно (недостоверно, неполно, противоречиво) и полученных в результате моделирования производственного или телекоммуникационного процесса, соотношение которых характеризует состояние безотказной работы системы (выполнения сменных заданий за оперативное время) или противоположное состояние - отказ системы, и преобразования этих данных из последовательного кода в параллельный с целью последующего продолжения моделирования производственного или телекоммуникационного процесса. Структура блока коррекции данных модели 7 известна, детально описана в прототипе (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий», МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, бюл. №26, фиг. 3) и представлена на фиг. 12 данного описания. Блок коррекции данных модели 7 состоит (см. фиг. 12) из программируемого вычислителя 7.1, первичного 7.2 и вторичного 7.3 запоминающих элементов.
Устройство для прогнозирования случайных событий работает следующим образом.
Известно [1-3], что с точки зрения расширения области применения устройств контроля, оценивания (мониторинга) надежности и качества сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем в условиях, присущих реальному процессу их функционирования - в условиях объективно изменяющихся во времени не только свойств самой системы и окружающей среды, но и требований к параметрам моделируемого процесса, существует возможность варьировать значениями ключевого параметра - оперативного времени (времени выполнения сменного задания). Эта возможность реализуется на основе принципа динамической коррекции значений времени выполнения сменного задания на каждом конкретном модельном элементе участка системы.
Очевидно, что при идентификации состояний безотказной работы и отказа системы, объективно изменяются во времени не только управляющие воздействия на производственную и телекоммуникационную систему или внешние факторы, но и текущие требования к надежности и качеству их функционирования. В данных условиях затруднена достоверная идентификация численных значений и соотношения ключевых параметров моделируемого процесса (времени выполнения сменного задания и количества изделий, изготовленных производственной системой (или количества доведенных до абонента телекоммуникационной системы услуг)), которая напрямую зависит от динамики изменения во времени параметров, режимов и методов реализации процедур прогнозирования случайных событий, от динамики внутренних и внешних воздействий на моделируемую систему, а также от динамики изменения требований, целей и задач прогнозирования, обусловленных конкретной ситуацией.
Анализ работ [1-3], посвященных алгоритмам и принципам контроля, оценивания (мониторинга) надежности и качества сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем, позволяет сделать вывод о возможности расширения области применения устройства на основе технической реализации принципа динамической коррекции значений времени выполнения сменного задания (оперативного времени) на каждом конкретном модельном элементе участка системы в условиях непрерывной динамики смены состояний системы и с учетом влияющих факторов.
Построение устройства для прогнозирования случайных событий на основе предложенного принципа работы позволяет расширить область применения устройства, получить преимущество перед прототипом, обеспечивая достоверную идентификацию состояний безотказной работы и отказа системы в рамках моделирования реальной производственной и телекоммуникационной системы, когда соотношения ключевых параметров моделируемого процесса в динамике функционирования могут изменять значения своих состояний (безотказной работы и отказа) под влиянием управляющих воздействий (текущих требований) или внешних факторов.
1
N
Техническая реализация принципа динамической коррекции значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) в заявленном устройстве осуществлена путем введения внешнего динамического управления оперативным временем (в за явленном устройстве - N входов «Коррекция оперативного времени» устройства) и введения регистрации, контроля и динамической коррекции времени выполнения сменного задания на каждом модельном элементе участка системы (в заявленном устройстве реализованы соответственно в рамках блока модели системы 2, контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8 и главного контроллера оперативного времени 9).
8
При этом, как и в прототипе, в заявленном устройстве реализована возможность распознавания (определения) параметров моделируемой системы, заданных как количественно, так и качественно (недостоверно, неполно, противоречиво). Эта возможность подробно описана в прототипе (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий», МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, бюл. №26, фиг. 3) и реализуется в блоке проверки данных модели 6 и блоке коррекции данных модели 7 с использованием нейросетевых вычислительных методов и алгоритмов, позволяющих путем последовательных нейросетевых преобразований данных, характеризующих состояние системы, осуществить переход от недостоверно (недостаточно, неполно) распознанных (определенных) данных, к виду данных, пригодному для однозначного принятия достоверного решения о принадлежности конкретного сигнала к пространству состояния безотказной работы системы (выполнения сменных заданий за оперативное время) либо к пространству отказов.
С учетом этого осуществляется прогнозирование случайных событий в заявленном устройстве с динамической коррекцией значений времени выполнения сменного задания (оперативного времени) на каждом конкретном модельном элементе участка системы.
<mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
1
K
Перед началом работы устройства с помощью переключателя 1.3 блока управления 1 (см. фиг. 7) на второй вход 1.4-2 элемента И 1.4 блока управления 1 и на стробирующий вход 3.1.4-2 дешифратора 3.1.4 блока имитаторов состояний участков системы 3 подается «0». Затем, с выхода 1.1-1 формирователя импульсов 1.1 через сбросовый выход 12 блока управления 1 подается короткий импульс для установки блоков устройства в исходное состояние. По этому импульсу сбрасываются в ноль синхронный счетчик 1.5 блока управления 1, первичный 2.n.10 и вторичный 2.n.11 счетчики каждого из модельных элементов участка системы (в нашем примере - элемента 2.n, где
) блока модели системы 2, счетчик 3.1.3 блока имитаторов состояний участков системы 3, основной 4.2 и дополнительный 4.3 счетчики блока формирования сигналов отказов 4, первичный 5.5, вторичный 5.6, третичный 5.7, четверичный 5.9 счетчики, K счетчиков 5.8-5.8 блока регистрации 5, 6.1 селектор исходных данных и 6.2 преобразователь недостоверных данных блока проверки данных модели 6, программируемый вычислитель 7.1 блока коррекции данных модели 7.
1
N
1
N
1
N
1
N
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Установка начальных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) заключается в установке на каждом из N входов «Коррекция оперативного времени» 01-01 устройства (см. фиг. 1) через корректирующие входы 82-82 соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8 и корректирующие входы 27-27 блока модели системы 2 на корректирующие входы 2.1-7-2.N-7 модельных элементов участков системы 2.1-2.N и на корректирующие входы 2.1.12-3-2.N.12-3 первичных корректируемых дешифраторов 2.1.12-2.N.12 (см. фиг. 6) логических значений кода, задающего начальное значение оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для каждого n-го
модельного элемента участков системы.
1
M
Кроме того, при получении данного импульса первичный 2.n.8 и вторичный 2.n.9 триггеры каждого из модельных элементов участка системы (в нашем случае - на примере некоторого элемента 2.n - фиг. 6) блока модели системы 2 и делитель частоты 5.3 блока регистрации 5 устанавливаются в единичное состояние, М генераторов случайных импульсов 3.1.6-3.1.6 каждого из имитаторов 3.1-3.N блока имитаторов состояний участков системы 3 приводятся в исходное состояние, соответствующее работоспособному состоянию всех агрегатов производственной или телекоммуникационной системы. После этого устройство готово к работе.
1
M
1
M
1
M
1
M
С помощью переключателя 1.3 блока управления 1 подается уровень «1», соответствующий режиму «Работа», на второй вход 1.4-2 элемента И 1.4 блока управления 1 (на первом входе 1.4-1 которого в этот момент присутствует «1») и на стробирующий вход 3.1.4-2 дешифратора 3.1.4 блока имитаторов состояний участков системы 3, тем самым разрешая его работу. На выходе 1.4-4 элемента И 1.4 блока управления 1 появляются импульсы генератора тактовых импульсов 1.2, распределитель импульсов на синхронном счетчике 1.5 и дешифраторе 1.6 начинает работать. На М контрольных выходах 14-14 блока управления 1 поочередно появляются единичные импульсы, синхронизирующие работу всего устройства. Контрольные выходы 14-14 блока управления 1 подключены к контрольным входам 24-24 блока модели системы 2, соединенным с контрольными входами 2.n-2-2.n-2 каждого из модельных элементов участка системы (в нашем случае - на примере элемента 2.n, см. фиг. 6) блока модели системы 2.
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Каждый из N модельных элементов участка системы (например, элемент 2.n
блока модели системы 2, совместно с соответствующим имитатором 3.n
состояния участков системы блока имитаторов состояний участков системы 3) предназначен для моделирования циклического процесса функционирования одного из участков производственной или телекоммуникационной системы с учетом отказов и восстановлений агрегатов участка, происходящих в случайные моменты времени.
Работу каждого из N имитаторов состояний участков системы блока имитаторов состояний участков системы 3 поясним на примере имитатора состояний участков системы 3.1 (т.е. n=1). Имитатор состояний участков системы 3.1. работает следующим образом (фиг. 8).
На второй вход 3.1-3 имитатора 3.1 через синхронизирующий вход 33 блока имитаторов состояний участков системы 3 при работе устройства поступает тактовая последовательность импульсов с синхронизирующего выхода 13 (с выхода 1.6-3 дешифратора 1.6) блока управления 1. Помимо этого тактовая последовательность импульсов с синхронизирующего выхода 13 блока управления 1 поступает на синхронизирующий вход 23 блока модели системы 2, синхронизирующий вход 43 блока формирования сигналов отказов 4, синхронизирующий вход 53 блока регистрации 5, синхронизирующий вход 63 блока проверки данных модели 6, синхронизирующий вход 73 блока коррекции данных модели 7. Частота импульсов последовательности задает масштаб моделирования процесса функционирования производственной или телекоммуникационной системы, т.е. интервалу времени между двумя соседними импульсами последовательности соответствует определенный интервал реального времени функционирования производственной или телекоммуникационной системы.
1
N
1
N
На третьем входе 3.1-4 имитатора 3.1 во время работы устройства присутствует единичный сигнал, поступающий через управляющий вход 34 блока имитаторов состояний участков системы 3 с управляющего выхода 15 блока управления 1. На четвертом входе 3.1-1 имитатора 3.1, соединенном с одним из N возможных групповых выходов 71-71 блока коррекции данных модели 7 и с одним из N возможных групповых выходов 68-68 блока проверки данных модели, единичный сигнал появляется в момент поступления требующего обработки изделия на участок системы. По переднему фронту этого сигнала одновибратор 3.1.2 формирует короткий импульс, сбрасывающий в ноль счетчик 3.1.3 имитатора состояний участков системы 3.1 блока имитаторов состояний участков системы 3.
1
M
m
m
m
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>M</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Счетчик 3.1.3 и дешифратор 3.1.4 (фиг. 8) используются для распределения импульсов - задания циклограммы работы агрегатов участка производственной или телекоммуникационной системы. После сброса счетчика 3.1.3 в ноль на его счетный вход 3.1.3-1 начинают поступать тактовые импульсы. Моменты включения и выключения отдельных агрегатов участка моделируются появлением и исчезновением единичных импульсов на соответствующих агрегатам выходах 3.1.4-3-3.1.4-3 дешифратора 3.1.4. Единичный сигнал с m-го (m=1, …, М) выхода 3.1.4-3 дешифратора 3.1.4 поступает на управляющий вход 3.1.6-2 m-го генератора случайных импульсов 3.1.6 и обеспечивает в нем процессы, имитирующие возможный отказ m-го
агрегата во включенном состоянии (принимается допущение, что в выключенном состоянии износа агрегата не происходит и он отказать не может).
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>M</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
m
m
1
1
1
1
1
В случае, если m-ый
агрегат находится в работоспособном состоянии, чему соответствует нулевой сигнал на выходе 3.1.6-3 m-го генератора случайных импульсов 3.1.6, на выходе 3.1.7-3 элемента И-ИЛИ-НЕ 3.1.7 присутствует единичный сигнал, поступающий через соответствующий (в нашем случае первый) групповой выход 35 блока имитаторов состояний участков системы 3 на информационный вход 81 соответствующего (в нашем случае первого) контроллера оперативного времени модельных элементов 8, а затем, после проверки в блоке 8 соответствия текущему или вновь введенному значению времени выполнения сменного задания (оперативного времени) на конкретном (в нашем случае первом) модельном элементе участка системы, на соответствующий (в нашем случае первый) групповой вход 25 блока модели системы 2. Это свидетельствует о нормальном ходе технологического или телекоммуникационного процесса на n-ом (в нашем случае первом, n=1, где n может принимать значения
) участке производственной или телекоммуникационной системы.
m
m
1
1
Если m-й агрегат отказывает в момент времени, когда он должен согласно циклограмме участвовать в обработке изделия (в передаче информации), то на выходе 3.1.6-3 m-го генератора случайных импульсов 3.1.6 появляется единичный сигнал, на выходе 3.1.7-3 элемента И-ИЛИ-НЕ 3.1.7 - нулевой сигнал, который через соответствующий контроллер оперативного времени модельных элементов 8 передается на групповой вход 25блока модели системы 2 и воспринимается блоком модели системы 2 как сигнал о нарушении хода технологического или телекоммуникационного процесса на n-ом (в нашем случае - первом, где n=1, …, N) участке производственной или телекоммуникационной системы. В этом случае счетчик 3.1.3 и дешифратор 3.1.4 (фиг. 8) останавливаются до момента восстановления отказавшего агрегата производственной или телекоммуникационной системы (принимается допущение, что отказы агрегатов носят не обесценивающий характер).
Тем самым время, затрачиваемое участком производственной или телекоммуникационной системы на обработку одного изделия (или предоставление одной телекоммуникационной услуги), при имитации отказов агрегатов увеличивается на время восстановления их работоспособного состояния.
m
Законы распределения (и их параметры) длительности импульсов на выходе генератора случайных импульсов 3.1.6 (время восстановления m-го агрегата) и длительности пауз между ними (работоспособное состояние агрегата) выбираются на основании статистических данных о наработке на отказ и времени восстановления агрегатов, работающих в аналогичных производственных или телекоммуникационных системах.
M+1
После того как на n-ом (в нашем случае - первом, где n=1, …, N) участке закончена обработка изделия, единичный сигнал появляется на (М+1)-ом выходе 3.1.4-3 дешифратора 3.1.4 и через инвертор - элемент НЕ 3.1.5 запрещает прохождение тактовых импульсов на вход 3.1.3-1 счетчика 3.1.3. Счетчик 3.1.3 и дешифратор 3.1.4 останавливаются вплоть до момента поступления на четвертый вход 3.1.1 имитатора состояний участков системы 3.n (в нашем примере - 3.1) переднего фронта очередного импульса, соответствующего поступлению на участок очередного изделия.
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
Информация о ходе технологического или телекоммуникационного процесса на участках поступает с N групповых выходов 35-35 блока имитаторов состояний участков системы 3 через информационные входы 81-81 и информационные выходы 83-83 соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8 (фиг. 2), и далее, через N групповых входов 25-25 блока модели системы 2 (фиг. 5) на третьи входы 2.n-3 каждого n-ого из N модельных элементов участка системы (в нашем примере - на входы элемента 2.n, см. фиг. 6).
Работу каждого из N модельных элементов участка системы (фиг. 5) рассмотрим на примере функционирования некоторого абстрактного n-ого (где n=1, …, L, …, N) модельного элемента участка системы 2.n. Модельный элемент участка системы 2.n работает следующим образом (фиг. 6). После подачи на первый вход 2.n-1 модельного элемента участка системы 2.n импульса установки исходного состояния устройства первичный триггер 2.n.8 находится в единичном состоянии, вторичный триггер 2.n.9, первичный 2.n.10 и вторичный 2.n.11 счетчики - в нулевом. Первичный триггер 2.n.8 предназначен для фиксации наличия на участке изделия, вторичный триггер 2.n.9 - для фиксации факта окончания обработки изделия агрегатами участка (завершение очередной фазы технологического или телекоммуникационного процесса).
1
N
1
N
n
1
M
Моделирование процесса функционирования участков производственной или телекоммуникационной системы осуществляется непосредственно после установки режима «Работа» с помощью переключателя 1.3 блока управления 1. Единичный сигнал, обуславливающий наличие на n-ом (где n=1, …, L, …, N) из N возможных участков требующего обработки изделия, с прямого выхода 2.n.8-3 первичного триггера 2.n.8 поступает на один из N групповых входов 61-61 блока проверки данных модели 6 для процедуры селекции сигналов состояния, характеризуемых однозначными (достоверными, полными) и неоднозначными (недостоверными, неполными) параметрами (также могут присутствовать единичные сигналы на других из N групповых входах 61-61 блока проверки данных модели, обуславливающие наличие на L параллельно работающих участках требующих обработки изделий) и в соответствии от принятого решения о логико-математической природе этих параметров этот единичный сигнал поступает сразу на вход соответствующего n-го имитатора состояния участка системы 3.n, либо поступает сначала на вход 74 блока коррекции данных в составе N-разрядного кода для контрольного распознавания, а уже затем единичный сигнал состояния, характеризуемый однозначными (достоверными, полными) параметрами поступает на вход соответствующего n-го имитатора состояния участка системы 3.n и запускает счетчик 3.n.3 и дешифратор 3.n.4, работающие в соответствии с циклограммой функционирования агрегатов участка производственной или телекоммуникационной системы. Сигнал с выхода 3.n-5 соответствующего n-го имитатора состояния участка системы 3.n поступает через соответствующий n-ый контроллер оперативного времени модельных элементов 8 на третий вход 2.n-3 n-ого модельного элемента участка системы 2.n. Если агрегат участка, производящий в данный момент времени обработку изделия, находится в работоспособном состоянии (единичный сигнал на третьем входе 2.n-3 n-ого модельного элемента участка системы 2.n), то тактовые импульсы с первого 2.n-1 и с вторых 2.n-2 - 2.n-2 входов n-ого модельного элемента участка системы 2.n поступают через первичный 2.n.6 и вторичный 2.n.7 элементы И на счетные входы 2.n.10-1 и 2.n.11-2 первичного 2.n. 10 и вторичного 2.n.11 счетчиков соответственно (см. фиг. 6). Если же агрегат участка, производящий в данный момент времени обработку изделия, отказывает, то на третьем входе 2.n-3 модельного элемента участка системы 2.n появляется сигнал нулевого уровня и содержимое вторичного счетчика 2.n.11 перестает увеличиваться.
Вторичный счетчик 2.n.11 (см. фиг. 6) фиксирует чистое (без учета остановок технологического или телекоммуникационного процесса за счет отказов агрегатов) время обработки изделия (оказания телекоммуникационной услуги) на участке, первичный счетчик 2.n.10 - время его нахождения там до момента завершения обработки (момента окончания предоставления телекоммуникационной услуги).
n
n
n
Первичный корректируемый дешифратор 2.n.12 (см. фиг. 6) настроен на корректируемый двоичный код оперативного времени, т.е. код текущего или вновь введенного времени, выделяемого для реализации определенной фазы технологического или телекоммуникационного процесса. На корректирующий вход 2.n.12-3 первичного корректируемого дешифратора 2.n.12 через соответствующий корректирующий вход 2.n-1 n-го модельного элемента участка системы 2.n и соответствующий корректирующий вход 27 блока модели системы 2 с корректирующего выхода 84 соответствующего n-ого контроллера оперативного времени модельных элементов 8 поступают новые, вновь вводимые в динамике функционирования устройства, значения времени выполнения сменного задания (оперативного времени) на конкретном (в нашем случае n-ом) модельном элементе участка системы.
Вторичный дешифратор 2.n.13 настроен на код времени, необходимого для обработки изделия (оказания телекоммуникационной услуги) безотказно работающими агрегатами участка.
Момент окончания обработки изделия (момент окончания предоставления телекоммуникационной услуги) моделируется появлением единичного сигнала на выходе 2.n.13-2 вторичного дешифратора 2.n.13 и установкой вторичного триггера 2.n.9 в единичное состояние. Вторичный счетчик 2.n.11 при этом обнуляется. На втором выходе 2.n-8 n-ого модельного элемента участка системы 2.n (см. фиг. 6) появляется единичный сигнал, означающий завершение участком соответствующей фазы технологического или телекоммуникационного процесса и готовность изделия для передачи следующему (n+1)-ому участку. На инверсном выходе 2.n.9-4 вторичного триггера 2.n.9 появляется нулевой сигнал, который запрещает дальнейшее увеличение содержимого первичного счетчика 2.n.10.
l
Единичный сигнал со второго выхода 2.n-8 n-ого модельного элемента участка системы 2.n (см. фиг. 6), свидетельствующий о завершении обработки изделия участком производственной или телекоммуникационной системы, поступает на пятый вход 2.(n+1)-5 следующего (n+1)-ого модельного элемента участка системы 2.(n+1), выполняющего следующую фазу технологического или телекоммуникационного процесса. Если этот участок готов к приему изделия (единичный сигнал на инверсном выходе первичного триггера 2.(n+1).8), то срабатывает соответствующий элемент И 2.(n+1).5 (где l=1,…,Z) и первичный триггер 2.(n+1).8 переходит в единичное состояние. Этим имитируется принятие изделия последующим участком.
Одновременно единичный сигнал с прямого выхода 2.n.9-3 вторичного триггера 2.n.9 (см. фиг. 6) поступает на третий выход 2.n-9 принимающего изделие модельного элемента участка системы 2.n. Этот выход соединен с четвертым входом 2.(n-1)-4 предыдущего (n-1)-ого передающего модельного элемента участка системы 2.(n-1), и единичный сигнал устанавливает первичный 2.(n-1).8, вторичный 2.(n-1).9 триггеры и первичный счетчик 2.(n-1).10 (n-1)-ого передающего модельного элемента участка системы 2.(n-1) в нулевое состояние. Таким образом, моделируется освобождение участка производственной или телекоммуникационной системы и его готовность к приему на обработку очередного изделия.
Если последующий, в нашем примере некоторый (n+1)-й участок из N не готов к приему изделия (т.е. в этот момент на нем уже обрабатывается изделие), то изделие остается на предыдущем n-ом участке до момента освобождения последующего.
1
L
Наличие L элементов И (2.n.5-2.n.5) в модельных элементах участка системы необходимо для синхронизации приема на участок изделий от нескольких параллельно работающих участков, выполняющих предшествующую фазу технологического или телекоммуникационного процесса. С помощью синхронизации исключается возможность моделирования одновременного приема на участок нескольких изделий, что в реальных производственных или телекоммуникационных системах рассматриваемого класса невозможно.
Если обработка изделия n-ым участком завершена по истечении действующего оперативного времени, то в момент его окончания, на выходе 2.n.12-2 первичного корректируемого дешифратора 2.n.12 появляется единичный сигнал, который поступает на второй выход 2.n-8 n-ого модельного элемента участка системы 2.n. Этот сигнал свидетельствует об отказе участка производственной системы. За отказ участка системы, обладающего непополняемым временным резервом, принимается несвоевременное выполнение им соответствующей фазы технологического или телекоммуникационного процесса обработки изделия (предоставления телекоммуникационной услуги), т.е. отказ возникает тогда, когда фаза технологического или телекоммуникационного процесса еще не завершена, а действующее оперативное время уже истекло (время восстановления агрегатов участка превышает непополняемый временной резерв).
Для фиксации количества отказов участков производственной или телекоммуникационного системы, что иногда бывает необходимо для выявления наиболее узких мест системы, может быть использована любая типовая регистрирующая аппаратура (не показана), позволяющая производить подсчет единичных импульсов. Для этого ее входы должны быть подключены ко вторым выходам (входам 2.n-8 для элемента 2.п) каждого из N модельных элементов участка системы.
Рассмотрим работу блока модели системы 2 (фиг. 5), используя выбранную в качестве примера структуру производственной (телекоммуникационной) системы, схема которой представлена на фиг. 4.
Производственная (телекоммуникационная) система состоит из N=6 участков, часть из которых (III, IV, V) имеют невысокую производительность и поэтому работают параллельно, реализуя одну из фаз технологического или телекоммуникационного процесса. При построении блока модели производственной (телекоммуникационной) системы (фиг. 5) принимается допущение, что на входе производственной или телекоммуникационной системы имеется неограниченный запас сырья (ресурса) для производства изделий или предоставления телекоммуникационных услуг. Это имитируется подачей с синхронизирующего входа 23 на пятый вход 2.1-5 первого модельного элемента участка системы 2.1 уровня «1». Принимается также допущение, что прием готовых изделий на склад или доведение телекоммуникационных услуг до абонентов телекоммуникационной системы с участка VI производится без задержки. Поэтому четвертый вход 2.6-4 VI-го модельного элемента участка системы 2.6 подключен к его второму выходу 2.6-8.
1
L
При моделировании процесса изготовления изделия (предоставления телекоммуникационных услуг) имитируется его передача от участка, завершившего очередную фазу технологического или телекоммуникационного процесса, к участку, реализующему следующую фазу. При параллельной работе нескольких участков (III, IV, V) изделие передается тому из них, который в момент передачи свободен. Если же свободно несколько участков, то передача изделия может осуществляться одному из них произвольным образом. Количество параллельно работающих участков при составлении модели системы и построении блока модели системы 2 ограничено количеством L элементов И (2.n.5-2.n.5) в модельных элементах участка системы. Количество последовательно работающих участков при построении блока модели системы 2 ограничивается лишь количеством участков, имеющихся в реальной производственной или телекоммуникационной системе.
Нам каждом из N=6 участков производственной (телекоммуникационной) системы возможна динамическая коррекция (см. фиг. 4) времени выполнения сменного задания (оперативного времени).
1
N
При работе устройства каждый импульс на управляющем выходе 26 блока модели системы 2 соответствует изготовленному производственной системой изделию или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге. Эти импульсы поступают на управляющий вход 67, блока проверки данных модели 6 (фиг. 11), а также на N групповой вход 61-61 блока проверки данных модели 6 поступают данные о наличии изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги) на n (где n=1,…, L,…, N) модельных участках производственной системы. Процедура селекции однозначных (достоверных, полных) и неоднозначных (недостоверных, неполных) сигналов о выполнении сменных заданий и принятие решения о математической природе этих данных осуществляется в селекторе исходных данных 6.1. Данные на N групповых входах блока проверки данных модели, которые априори (изначально, до верификации) аутентифицированы как сигналы о наличии изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги) на n (где n=1,…, L,…, N) модельных участках производственной системы, поступают на N групповых входов селектора исходных данных 6.1, который рассчитан на хранение в каждой ячейке определенного количества разрядов поступающей информации. Импульсы, поступающие на управляющий вход R×D селектора исходных данных 6.1, априори (изначально, до верификации) аутентифицированы как сигналы об изготовленном производственной системой изделие или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуги.
<mrow><mover accent="true"><mrow><mi>E</mi><mn>0</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
1
N
Если единичный сигнал, обуславливающий наличие на n-ом (где n=1,…, L,…, N) из N возможных модельных участков требующего обработки изделия (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги), присутствует больше чем на L из N возможных групповых входах селектора исходных данных, где L - количество параллельно работающих модельных участков, значит, с точки зрения математики - эта кодовая последовательность содержит избыточность, обусловливающую недостоверность (неполноту) данных, характеризующих об изготовленном производственной системой изделии или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге. В этом случае с разрешающего выхода МТ селектора исходных данных 6.1 на разрешающий вход DST преобразователя 6.2 поступает в двоичном коде команда, инициирующая начало регистрации данных, характеризующих неоднозначные (недостоверные, неполные) сигналы о наличие на n>L из N возможных модельных участках требующего обработки изделия (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги) и начало преобразования этих данных из параллельного кода в последовательный. Преобразователь недостоверных данных 6.2 регистрирует полученные через свои N групповые входы данные, признанные селектором исходных данных 6.1 недостоверными (неполными, неоднозначными) и преобразовывает их из параллельного кода в последовательный. При этом с запрещающего выхода DSR преобразователя 6.2 на инверсный запрещающий вход
селектора исходных данных 6.1 поступает в двоичном коде команда, инициирующая запрет трансляции информации с N групповых выходов селектора исходных данных 6.1 на соответствующие N групповые выходы 68-68 блока проверки данных модели 6. Последовательный код недостоверных (неполных, неоднозначных) данных с N-разрядного выхода преобразователя 6.2 через N-разрядный выход 64 блока проверки данных модели 6 поступает на 74 N-разрядный вход блока коррекции данных 7. С выхода T×D преобразователя 6.2 через сигнальный выход 65 блока проверки данных модели 6 на сигнальный вход 75 блока коррекции данных 7 поступает сигнал об изготовленном производственной системой изделии (или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуги) необходимый для процедуры верификации.
1
N
1
N
1
N
1
N
Если с N групповых входов 61-61 блока проверки данных модели 6 (фиг. 11) на N групповых входов селектора исходных данных 6.1 и на N групповых входов преобразователя 6.2 поступают достоверные (полные, однозначные) данные о наличии на n≤L из N возможных модельных участках производственной системы изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги), то в этом случае, не получая на свой разрешающий вход DST соответствующую команду, преобразователь недостоверных данных 6.2 запирает свой N - разрядный выход и выход T×D, а селектор исходных данных 6.1 транслирует параллельный код, характеризующий однозначные (достоверные, полные) данные о наличии на n≤L из N возможных модельных участках производственной системы изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги), со своих N групповых выходов 6.1-7-6.1-7 через соответствующие N групповые выходы 68-68 блока проверки данных модели 6 на соответствующие N групповые входы 31-31 блока имитаторов состояний участков системы 3 (фиг. 8), а с выхода T×D селектора исходных данных 6.1 через управляющий выход 66 блока проверки данных модели 6 на управляющий вход 41 блока формирования сигналов отказов 4 (фиг. 9) поступают однозначные (достоверные, полные) сигналы - импульсы об изготовленном производственной системой изделии (или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуги).
Данные, характеризующие неоднозначные (недостоверные, неполные) сигналы о наличии на n>L из N возможных модельных участках требующего обработки изделия (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги), идентифицированные в блоке проверки данных модели 6 (фиг. 11) как неоднозначные (недостоверные, неполные) и нуждающиеся в верификации, поступают с N-разрядного выхода 64 блока проверки данных 6 на N-разрядный вход 74, а сигнал об изготовленном производственной системой изделие (или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге) с сигнального выхода 65 блока проверки данных модели 6 поступает на сигнальный вход 75 блока коррекции данных модели 7, который осуществляет запись, хранение и регистрацию результатов анализа распознавания и математически корректную верификацию n (n≤L) модельных участков, на которых изготовлено изделие. Преобразование определенных (распознанных) неоднозначно (недостоверно, неполно) исходных данных, характеризующих сигналы о наличии на n>L из N возможных модельных участках требующего обработки изделия (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги), к виду, пригодному для однозначного принятия достоверного решения о том, на каких именно n≤L из N возможных модельных участках присутствует требующего обработки изделие (или заявка на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги), осуществляется в программируемом вычислителе 7.1 блока коррекции данных модели 7.
При этом программируемый вычислитель 7.1 блока коррекции данных модели 7 (см. фиг. 12) технически реализуется на базе программируемой (с точки зрения матрицы весов (связей) - причинно-следственных когнитивных мнений о текущих параметрах состояния системы, формулируемых экспертами) микропроцессорной секции, выполняющей роль программируемого параллельного АЛУ, реализующего вычислительный нейросетевой алгоритм (ЭНС), который детально описан в работе [4]. Неоднозначно (недостоверно, неполно) определенные исходные данные, характеризующие сигналы о наличии изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги) на n>L из N возможных модельных участках производственной системы и изготовлении производственной системой изделия (или доведения до абонента телекоммуникационной системы услуги), поступают на вход 7.1-1 и N-разрядный вход 7.1-2 программируемого вычислителя 7.1, реализующего функции программируемого параллельного АЛУ.
1
N
вх
a
вх
вых
1
N
1
N
b
Программируемый вычислитель 7.1, реализующий функции программируемого параллельного АЛУ, опираясь на запрограммированные значения элементов матрицы весов - аналитически описанные причинно-следственные когнитивные мнения о данных, формулируемые экспертами, осуществляет процедуру вычисления (экстраполяции) в соответствии с вычислительным нейросетевым алгоритмом. При этом входные ячейки Е-E соответствуют разряду (1,…,N) последовательного кода, поступающего на N-разрядный вход 7.1-2 программируемого вычислителя 7.1 и вместе с синхронизирующим входом 7.1-4 являются равноправными (N+1) входами ((N+1)) вычислителей (нейронов) входного слоя S экстраполирующей нейронной сети (ЭНС), на N входов которой подаются значения N разрядов кода, имеющего физический смысл неоднозначно (недостоверно, неполно) определенных данных о наличии изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги) на n>L из N возможных модельных участках производственной системы и на (N+1)-ый вход - сигнал, имеющий физический смысл неоднозначно (недостоверно, неполно) определенных данных об изготовленном производственной системой изделие. Набор прямых и обратных связей (N+1) с (N+1) ЭНС, программно реализованный в рамках программируемого вычислителя 7.1, позволяет учитывать весовые коэффициенты, сформулированные экспертами в виде когнитивных карт и получать на N выходах 7.1-6-7.1-6 программируемого вычислителя 7.1 экстраполированные значения iV разрядов параллельного кода, имеющего физический смысл верифицированных (математически корректно проверенных) данных о наличии изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги) на n≤L из N возможных модельных участках производственной системы, определенных на основе верифицированных (достоверных, полных) исходных данных и на (N+1)-ом выходе 7.1-5 верифицированные (математически корректно проверенные) данные об изготовленном производственной системой изделие или доведенной до абонента услуге. При этом подача на n-ый, где n=1, 2,…, N, вход 7.1-2 программируемого вычислителя 7.1 значения разряда кода, характеризующего неоднозначно (недостоверно, неполно) на каких n>L модельных участках производственной системы присутствует изделие, инициирует выдачу с соответствующего n-го выхода 7.1-6-7.1-6 программируемого вычислителя 7.1 (выхода n-го нейрона выходного слоя S) запрограммированного, согласно вычислительного нейросетевого алгоритма, значения математически корректно преобразованного, относительно достоверного разряда кода, характеризующего на каких именно n≤L модельных участках производственной системы присутствует изделие (или заявка на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги).
1
N
1
N
В результате, на N групповых выходах 7.1-6-7.1-6 программируемого вычислителя 7.1 и на соответствующих N групповых входах 7.3-1-7.3-1 запоминающего элемента 7.3 получаем информацию, характеризующую (на основе анализа полученного в рамках ЭНС интегрированного мнения экспертов) на каких именно n≤L из N возможных модельных участках производственной системы присутствует изделие (или заявка на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги), преобразованный (верифицированный) в интересах повышения достоверности идентификации состояния производственной или телекоммуникационной системы.
Первичный запоминающий элемент 7.2 записывает, хранит и выдает со своего выхода 7.2-2 - через соответствующий управляющий выход 76 блока коррекции данных модели 7 на соответствующий управляющий вход 41 блока формирования сигналов отказов 4 единичный сигнал - импульс, содержащий верифицированные результаты, соответствующие изготовленному производственной системой изделию или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге.
1
N
1
N
1
N
Вторичный запоминающий элемент 7.2 записывает, хранит и выдает со своих N выходов 7.3-2-7.3-2 через соответствующую группу N выходов 71-71 блока коррекции данных модели 7 на соответствующие N входы 31-31 блока имитаторов состояний участков системы 3 код, содержащий верифицированные данные на каких именно n≤L модельных участках производственной системы присутствует изделие (или заявка на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги).
и(у)
При поступлении на соответствующий вход 41 блока формирования сигналов отказов 4 (см фиг. 9) единичного сигнала - импульса, содержащего верифицированные результаты, соответствующие изготовленному производственной системой изделию или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге дополнительный счетчик 4.3 блока формирования сигналов отказов 4 фиксирует значения количества изделий, изготовленных производственной системой, или количество доведенных до абонента телекоммуникационной системы услуг в текущую смену и передает эту информацию в двоичном коде на вход 4.5-1 дополнительного дешифратора 4.5. Когда это количество (χ ) достигает запланированного на смену (сменное задание выполнено), то на выходе дополнительного дешифратора 4.5 блока формирования сигналов отказов 4 появляется кратковременный единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 4.1 осуществляет сброс основного 4.2 и дополнительного 4.3 счетчиков.
Основной счетчик 4.2 фиксирует поступающие из блока 6 или из блока 7 однозначные (четкие) значения времени выполнения сменного задания и передает эту информацию в двоичном коде на вход 4.4-1 основного дешифратора 4.4.
всз
Если действующее на данный момент время выполнения сменного задания (t) выполняется с опозданием, то на выходе 4.4-2 основного дешифратора 4.4 блока формирования сигналов отказов 4 появляется единичный сигнал, свидетельствующий об отказе производственной или телекоммуникационной системы (невыполнение в срок сменного задания).
1
К
Сформированные однозначные (достоверные, полные) сигналы о выполнении сменных заданий с выхода 4.5-2 дополнительного дешифратора 4.5 через сигнальный выход 45 блока формирования сигналов отказов 4 поступают на сигнальный вход 55 блока регистрации (фиг. 10) и фиксируются вторичным счетчиком 5.6, ведущим учет объема (в сменных заданиях) выпущенной продукции или оказанных телекоммуникационных услуг. Достоверные сигналы отказов поступают с выхода 4.5-2 дополнительного дешифратора 4.5 через информационный выход 44 блока формирования сигналов отказов 4 на информационный вход 54 блока регистрации 5. По переднему фронту каждого такого сигнала одновибратор 5.14 формирует короткий импульс, который фиксируется четверичным счетчиком 5.9, ведущим учет количества отказов. Кроме того, этот импульс фиксируется одним из счетчиков 5.8-5.8, предназначенных для получения гистограммы наработки на отказ системы. Сигнал отказа с информационного входа 54 блока регистрации 5 поступает через элемент ИЛИ 5.4 на сбросовый вход 5.5-2 первичного счетчика 5.5, вход 5.3-2 делителя частоты 5.3 и сбрасывает их в ноль. После окончания сигнала отказа первичный счетчик 5.5 начинает считать импульсы, поступающие с выхода 5.3-3 делителя частоты 5.3. Коэффициент деления делителя частоты 5.3 задает величину интервалов гистограммы. Третичный счетчик 5.7, на вход 5.7-2 которого поступают тактовые импульсы, фиксирует время функционирования производственной или телекоммуникационной системы.
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>N</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
1
N
1
N
Если в ходе процесса функционирования системы инициировано внешнее динамическое управление оперативным временем для любого n-го
модельного элемента участка системы, с внешнего устройства в десятичном коде (либо с помощью человека-оператора, либо с помощью специального управляющего устройства), через N входов «Коррекция оперативного времени» 01-01 устройства на N входов 91-91 главного контроллера оперативного времени 9 (см. фиг. 3) поступают новые, дополнительно вводимые в динамике управления, значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для каждого конкретного n-го
модельного элемента участков системы.
Главный контроллер оперативного времени 9 может быть реализован в соответствии со схемой, изображенной на фиг. 3. Динамическая коррекция значений оперативного времени для всех, нескольких из N или конкретного модельного элемента участков системы осуществляется в главном контроллере оперативного времени 9 следующим образом.
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
Новые, дополнительно вводимые в динамике управления процессом функционирования системы, значения оперативного времени для конкретных модельных элементов участков системы, в десятичном коде поступают через N входов 91-91 главного контроллера оперативного времени 9 на N входов 9.1-1-9.1-1 регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 (см. фиг. 3) для контроля и регистрации. С N выходов 9.1-2-9.1-2 регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 новые значения оперативного времени поступают на соответствующие N входов 9.2-1-9.2-1 элемента хранения нового значения оперативного времени 9.2, который записывает и хранит в десятичном коде эти значения до момента введения очередного управляющего воздействия, а также со своих N выходов 9.2-2-9.2-2 через соответствующие N выходов 92-92 главного контроллера оперативного времени 9 передает эти новые значения оперативного времени на корректирующие входы 82-82 соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8.
1
N
Дешифровка, дополнительное сравнение и контроль кода, обуславливающего новое значение оперативного времени для каждого конкретного модельного элемента участка системы в контроллерах оперативного времени модельных элементов 8-8 осуществляется следующим образом (см. фиг. 2).
n
n
n
n
1
N
1
N
1
N
Дешифратор корректированного кода оперативного времени 8.1 (см. фиг. 2) контроллера оперативного времени модельных элементов 8 осуществляет преобразование десятичного кода, обуславливающего новое, вводимое в процессе управления, значение времени выполнения сменного задания на конкретном n-ом модельном элементе участка системы, в двоичный код, передачу этого нового значения на проверочный вход 8.2-2 регистра сравнения-коррекции оперативного времени 8.2 для анализа и выдачу нового значения оперативного времени в двоичном коде через корректирующие выходы 84-84 соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8 на корректирующие входы 27-27 блока модели системы 2, затем на корректирующие входы 2.1-7-2.N-7 модельных элементов участков системы 2.1-2.N и на корректирующие входы 2.1.12-3-2.N.12-3 первичных корректируемых дешифраторов 2.1.12-2.N.12 (см. фиг. 6).
n
n
В регистре сравнения-коррекции оперативного времени 8.2 контроллера оперативного времени модельных элементов 8„ осуществляется дополнительная проверка (сравнение) соответствия оперативного времени с изначальным и вновь вводимым оперативным временем и формирование (ретрансляция по итогам сравнения) на выходе контроллера оперативного времени модельных элементов 8 единичного сигнала, характеризующего соответствие оперативного времени требуемому значению с учетом коррекции и подтверждающего нормальный ход технологического или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной или телекоммуникационной системы.
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
При этом на информационных входах 81-81 соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8, а значит и на информационных входах 8.2-1-8.2-1 регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.2-8.2 присутствуют единичные сигналы (из блока 3), характеризующие соответствие оперативного времени действующему требуемому значению и подтверждающие нормальный ход технологического или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной или телекоммуникационной системы. Регистры сравнения-коррекции оперативного времени 8.2-8.2 (см. фиг. 2) регистрируют изначальный код (записанный при подготовке устройства к работе, т.е. начальное оперативное время) и сравнивают его с вновь вводимым в динамике управления кодом нового оперативного времени, который поступает через проверочные входы 8.2-2-8.2-2.
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
Причем коррекция (формирование по итогам сравнения) на информационных выходах 8.2-3-8.2-3 соответствующих регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.2-8.2 единичных сигналов, характеризующих соответствие оперативного времени вновь введенному (корректированному) значению и подтверждающих нормальный ход технологического или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной или телекоммуникационной системы, осуществляется следующим образом. Если на проверочных входах 8.2-2-8.2-2 соответствующих регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.2-8.2 есть сигнал, обуславливающий новое, вводимое в динамике управления оперативное время, этот сигнал идентифицируется как приоритетный, и именно с новым оперативным временем происходит идентификация (сравнение норма - не норма) хода технологического или телекоммуникационного процесса. Если на проверочных входах 8.2-2-8.2-2 соответствующих регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.2-8.2 нет сигнала, обуславливающего новое, вводимое в динамике управления оперативное время, то приоритетными признаются ранее записанные значения кода, задающего начальное (предыдущее) оперативное время.
1
N
1
N
1
N
Таким образом, с корректирующих выходов 84-84 соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8 на корректирующие входы 27-27 блока модели системы 2, а следовательно, на корректирующие входы 2.1-7-2.N-7 модельных элементов участков системы 2.1-2.N и на корректирующие входы 2.1.12-3-2.N.12-3 первичных корректируемых дешифраторов 2.1.12-2.N.12 (см. фиг. 6) поступают логические значения кода, задающего новые, вводимые в динамике управления процессом, значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для каждого n-го модельного элемента участков системы.
1
N
1
N
1
N
С информационных выходов 83-83 соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8-8 на соответствующие групповые входы 25-25 блока модели системы 2 поступают проверенные, с точки зрения соответствия новому оперативному времени, единичные сигналы, характеризующие соответствие оперативного времени этому действующему на данный момент требуемому значению и подтверждающие нормальный ход технологического или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной или телекоммуникационной системы.
2
3
Статистические данные для получения численных значений показателей надежности и качества функционирования производственной или телекоммуникационной системы накапливаются в счетчиках блока регистрации 5 (см. фиг. 10) после проведения одной реализации процесса функционирования системы. Проведение такой реализации может быть закончено автоматически либо по достижении заданного объема выпущенной продукции (заданного объема предоставленных абонентам телекоммуникационных услуг) - 10÷10 сменных заданий (выход 51 блока регистрации 5 при этом подключен с помощью переключателя 5.15 к выходу 5.11-2 вторичного дешифратора 5.11), либо по истечении заданного времени моделирования (выход 51 блока регистрации 5 при этом подключен с помощью переключателя 5.15 к выходу 5.12-2 третичного дешифратора 5.12), либо при достижении заданного количества отказов производственной или телекоммуникационной системы (выход 51 блока регистрации 5 подключен с помощью переключателя 5.15 к выходу 5.13-2 четверичного дешифратора 5.13). Проведение реализации может быть закончено и с помощью снятия сигнала «Работа» переключателем 1.3 блока управления 1. Автоматическое прекращение моделирования происходит при появлении нулевого сигнала на выходе 51 блока регистрации 5. Этот сигнал поступает на вход 11 блока управления 1 и запрещает выдачу тактовых импульсов, обеспечивающих работу всего устройства.
1
K
Накапливаемые в счетчиках блока регистрации 5 статистические данные, полученные с учетом коррекции оперативного времени, позволяют осуществлять прогнозирование случайных событий с учетом изменяющихся внешних воздействий, позволяют определять относительно достоверные численные значения оценок качества функционирования производственной или телекоммуникационной системы, в том числе вероятность невыполнения сменных заданий на выпуск продукции или оказание телекоммуникационных услуг (отношение содержимого четверичного счетчика 5.9 к содержимому вторичного счетчика 5.6), производительность производственной или телекоммуникационной системы (показания вторичного счетчика 5.6 делятся на показания третичного счетчика 5.7 с учетом масштаба моделирования), эмпирическое распределение наработки производственной или телекоммуникационной системы на отказ (по показаниям счетчиков 5.8-5.8) и другие показатели.
Таким образом, предлагаемое устройство для прогнозирования случайных событий обеспечивает расширение области его применения за счет реализации возможности моделирования текущих состояний в условиях, присущих реальному процессу функционирования исследуемой производственной или телекоммуникационной системы - в условиях динамики смены параметров этих состояний с учетом влияющих факторов. Предлагаемое устройство обладает возможностью достоверно идентифицировать состояния безотказной работы и отказа системы с учетом изменяющегося значения ключевого параметра моделируемого процесса - оперативного времени, на основе динамически корректируемых значений времени выполнения сменного задания на каждом модельном элементе участка системы.
1
N
Расширение области применения, достоверная идентификация состояния безотказной работы и отказа системы с учетом изменяющегося значения оперативного времени в устройстве происходит за счет реализуемых в N≥2 идентичных контроллерах оперативного времени модельных элементов 8-8 и главном контроллере оперативного времени 9 соответственно дешифровки, дополнительного сравнения и контроля кода, обуславливающего новое значение оперативного времени для каждого конкретного модельного элемента участка системы и динамической коррекции значений оперативного времени для модельных элементов участков системы.
Данный результат обусловлен получением (за заданное оперативное время) и записью в счетчики блока регистрации 5 важных для анализа и прогнозирования статистических данных, сформированных с учетом как динамики управляющих воздействий на моделируемую систему или внешних факторов, так и изменяющихся во времени текущих требований к временным параметрам моделируемого процесса.
Анализ принципа работы заявленного устройства для прогнозирования случайных событий показывает очевидность того факта, что наряду с сохраненными и описанными в прототипе возможностями по повышению достоверности идентификации соотношения параметров исследуемого процесса, устройство способно моделировать процесс функционирования системы в условиях, когда в динамике работы реальной производственной или телекоммуникационной системы объективно изменяются во времени не только свойства самой системы и окружающей среды, но и требования к ключевому параметру моделируемого процесса - оперативному времени (времени выполнения сменного задания).
Данное устройство позволяет достоверно идентифицировать состояния безотказной работы (выполнение сменных заданий за оперативное время) и отказа системы в условиях непрерывной динамики смены ее состояний и с учетом влияющих факторов, что существенно расширяет область применения устройства, расширяет функциональные возможности вычислительных систем, ориентированных на контроль надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры, где заявленное устройство для прогнозирования случайных событий будет использовано.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Уилсон Э. Мониторинг и анализ сетей. - М.: ЛОРИ, 2002. - 350 с.
2. Заркевич Е.А., Скляров O.K., Устинов С.А. Тестирование и мониторинг параметров в сетях WDM. // Технологии и средства связи, №2, 2002. С. 10-16.
3. Евланов Л.Г. Контроль динамических систем. - М.: Наука, 1979. - 432 с.
4. Хайкин С.Нейронные сети: полный курс, 2-е издание.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. - 1104 с.