Публікація: Методи та моделі кібер-фізичного керування процесами в організаційно-технічних виробничих об'єктах
Завантаження...
Дата
2021
Автори
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тома
Видавництво
ХНУРЕ
Анотація
В дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова проблема розробки теоретичних основ створення методів, моделей та технології керування процесами в складних організаційно-технічних виробничих об'єктах на базі кібер-фізичних систем в рамках концепції Іndustry 4.0. Вперше запропонована архітектурно-логічна модель декомпозиції кібер-фізичного керування процесами в складних організаційно-технічних об'єктах, яка на відміну від існуючих еталонних архітектурних моделей дає можливість уявити керування процесом у вигляді єдиного інформаційного простору, що об'єднує в собі фізичні, кібернетичні і стратегічні складові. Вперше запропоновані взаємопов'язані методи керування процесами в організаційно- технічних об'єктах, як логічно узгоджені послідовності прийняття рішень, які формуються на фізичному рівні за допомогою апаратних засобів, що дозволило реалізувати технологію «Digital Twins». Вперше запропонована технологія розробки кібер-фізичних виробничих систем, яка дозволяє представити їх структуру як логічно пов'язану послідовність алгоритмов функціонування кожного рівня, що дає можливість реалізувати гнучкість процесу керування організаційно-технічним об'єктом. Удосконалено метод представлення структурних системних моделей кібер-фізичного керування, що дозволило формалізувати алгоритм функціонування у вигляді системної моделі, який, на відмінну від існуючих, дає можливість побудови структурних і подієвих моделей функціонування організаційно-технічного об'єкта. Удосконалено метод синтезу алгоритмів функціонування кіберфізичного керування, що дозволило об'єднати алгоритми функціонування кожного рівня керування організаційно-технічним об'єктом в єдину систему функціонування, який, на відмінну від існуючих методів, дозволив мінімізувати кількість операторів і спростити структуру системи функціонування організаційно-технічного об'єкту. Удосконалено модель життєвого циклу керування організаційно-технічним об'єктом, що дало можливість автоматизувати процес керування кібернетичною складовою організаційно-технічного об'єкта, яка, на відмінну від існуючих, дозволила визначити послідовність виконання і взаємозв'язки процесів, дій і завдань, з урахуванням структури синтезованої системи функціонування організаційно- технічним об'єктом. Вперше розроблена модель формалізації кібернетичної складової організаційно-технічного об'єкта, з представленням HMI у вигляді взаємопов'язаних багаторівневих GUI елементів, з урахуванням параметрів і подій, що дозволило автоматизувати реалізацію заданих функцій, відповідно до вимог, які висуваються до організаційно-технічного виробничого об'єкта. Вперше запропоноване структурне уявлення кібернетичної складової організаційно-технічного об'єкта у вигляді математичного опису зв'язків між основними елементами HMI, що дозволило реалізувати представлення адитивного кібер-дизайну, за рахунок автоматизації процесу реалізації подій GUI елементів у вигляді фрагментів програмного коду. Отримала подальший розвиток методологія сигнально-кодової конструкції, на базі якої запропонований метод графічного представлення конструкції кібернетичної складової організаційно-технічного об'єкта, яка, на відміну від існуючих (методології Джексона, Гейн-Сарсон), дозволяє відображати взаємодію основних елементів HMI для редукції розробки структури. Вперше розроблені синтаксична і семантична моделі декларативної мови визначення і маніпулювання даними предметної області, близької до деякої підмножини природної мови. Запропонована мова, на відміну від існуючих, не вимагає від розробника знання об'єктно-орієнтованих мов високого рівня програмування, на базі яких розробляються кібернетичні складові, що істотно спрощує процес керування організаційно-технічним виробничим об'єктом. Впровадження розроблених у дисертаційній роботі методів, моделей та технології дозволить модернізацію існуючих і розробку перспективних систем керування процесами в складних організаційно-технічних виробничих об'єктах на базі кібер-фізичних систем.
In the dissertation work, the urgent scientific problem of developing the theoretical foundations for creating methods, models and technology for processes control in complex organizational and technical production facilities based on cyber-physical systems within the framework of the concept of Industry 4.0 is solved. As a result of the research, the following results were obtained: firstly, an architectural and logical model of processes cyber-physical control decomposition in complex organizational and technical objects was proposed; firstly, methods of process control in organizational and technical objects are interconnected; firstly a technology for the development of cyber-physical production systems was proposed; the method of representing structural system models of cyberphysical control has been improved; the model of the the organizational and technical object control life cycle has been improved; the introduction of the methods, models and technologies developed in the dissertation work will allow the modernization of existing and development of promising process control systems in complex organizational and technical production facilities based on cyber-physical systems; the method of algorithms synthesis for the functioning of cyber- physical control has been improved, which made it possible to combine the algorithms for the functioning of each level of management of an organizational and technical object into a single functioning system; firstly, a model of the organizational and technical object cybernetic component formalization was developed; firstly, a structural representation of the organizational and technical object cybernetic component was proposed in the form of connections mathematical description the between the HMI main elements, which made it possible to implement the representations of additive cyber design; the methodology of signal-code construction was further developed; firstly, syntactic and semantic models of a declarative language for defining and manipulating data in the subject area have been developed The implementation of the methods, models and technologies developed in the dissertation work will allow the modernization of existing and the development of promising process control systems in complex organizational and technical production facilities based on cyber-physical systems.
Опис
Ключові слова
організаційно-технічний об'єкт, функціонування, синтез, кібер-фізичні системи, керування процесами, методи, моделі, адитивний кібер- дизайн, гнучкість процесу керування, синтаксична модель, HMI, GUI, organizational and technical objects, functioning, synthesis, cyberphysical system, process control, methods, models, additive cyber-design, flexibility of the control process, syntactic model, HMI, GUI
Бібліографічний опис
Євсєєв В. В. Методи та моделі кібер-фізичного керування процесами в організаційно-технічних виробничих об'єктах: автореф. дис. ... д-ра техн. наук : 05.13.07 "Автоматизація процесів керування" / В. В. Євсєєв ; М-во освіти і науки України, Харків. нац. ун-т радіоелектроніки. – Харків, 2021. – 45 с.