Об использовании технологий Интернет
при решении оптимизационных задач,
связанных с оперативным управлением производством
,
ПетрГУ, Петрозаводск
Автоматизация оперативного управления производством требует решения целого ряда задач, во многих случаях оптимизационных, связанных с использованием математических моделей [1, 2], что обусловливает необходимость создания доступных и удобных в применении систем моделирования, ориентированных на широкий круг пользователей с различными целями и уровнем подготовки, прежде всего пользователей непрограммирующих. При отсутствии такого рода инструментальных средств автоматизация процедур принятия решений и получение сколь-либо значимых результатов вряд ли возможны.
При создании инструментальных программных систем одной из основных является проблема выбора средств реализации и технологии разработки конечного программного продукта [3]. Средства поддержки принятия решений в системах автоматизации традиционно выполняются либо в виде относительно независимых программных систем, имеющих узкоспециальный характер, либо в виде функционально самостоятельных модулей автоматизированной системы. И то и другое предполагает четко ограниченный круг решаемых задач, частный характер применения, что в итоге ограничивает число потенциальных пользователей.
Традиционный подход явно неудачен, если имеются сильно отличающиеся друг от друга задачи, возникающие на различных уровнях иерархии управления производством даже в пределах одного предприятия, что предполагает большое число различных задач и большое число пользователей (диспетчер, начальник цеха, начальник производства и др.), обладающих различным уровнем и направленностью подготовки [4, 5]. В таких случаях обычно разрабатывается большое число различных программных продуктов, каждый из которых позволяет решать одну или несколько близких по характеру задач. Кроме того, в подобных ситуациях зачастую возникает необходимость многократного тиражирования созданных программных систем при установке их на рабочих местах разных пользователей. Существуют и другие проблемы. Например, если для решения некоторой задачи нужна информация, характеризующая состояние не только отдельного участка производства, где решается задача, но и смежных с ним или даже предприятия в целом, то потребуется создание дополнительных средств для организации доступа к нужной информации. Нетрудно видеть, что традиционный путь не оперативен, затратен и потому малоперспективен, необходимы универсальные инструментальные системы моделирования.
Сформулируем требования к универсальной инструментальной системе, ориентированной на решение задач оперативного управления на предприятиях (применительно к оптимизационным задачам), не концентрируясь на вопросах разработки требуемых математических моделей. Отметим лишь, что во многих случаях вполне достаточно линейных математических моделей, приводящих к задачам сравнительно небольшой размерности.
При наличии математической модели пользователь должен иметь возможность быстро и легко сформировать среду, предназначенную для решения интересующей его задачи, не привлекая для этого профессиональных программистов. Сделать это возможно, лишь имея языковые средства описания не только математической модели, но и интерфейса – способа взаимодействия пользователя с программной системой в ходе решения задачи. Язык должен быть прост, естественен и строго формализован, поскольку описание задачи не должно допускать разночтений. Наиболее приемлемым способом решения данной проблемы представляется использование макроязыка, удовлетворяющего следующим требованиям:
– объединение описаний математической модели и интерфейса в единой спецификации, поскольку разделить модельную и интерфейсную составляющие невозможно;
– блочная структура спецификаций с позиционной независимостью блоков – каждый блок отвечает за функционально обособленный элемент описания математической модели или интерфейса;
– максимально упрощенный синтаксис описаний, основанный на контекстно зависимых регулярных грамматиках.
С помощью такого языка создается текст, содержащий полное описание математической модели и интерфейса. На основе такого описания система должна самостоятельно создавать внутреннее представление решаемой задачи, выбирать необходимый метод решения и организовывать взаимодействие с теми базами данных, где хранится требуемая для решения информация. После извлечения необходимых для решения задачи исходных данных пользователь должен иметь возможность их коррекции, а после проведения расчета – просматривать полученные результаты для оценки и отбора предпочтительных решений.
Учитывая тенденцию к созданию на предприятиях интегрированных информационных систем, основанных на сетевых технологиях, практичным решением на сегодняшний день представляется включение соответствующего сервиса (например, оптимизационного) в корпоративную информационную среду предприятия. Если для решения интересующего нас класса задач требуется оперативная информация, характеризующая состояние различных элементов производства, включенность сервиса в состав корпоративной системы сделает доступной практически любую информацию, хранящуюся в ее базах данных.
В настоящее время создание корпоративных информационных систем осуществляется на основе технологий Интернет/Интранет, поэтому при реализации сервиса целесообразно ориентироваться именно на эти технологии, когда система моделирования реализуется в одном из узлов корпоративной сети в виде соответствующего Web-сервиса, использующего клиент-серверную архитектуру.
Построение сервиса в виде Web-приложения (Web-сервера) позволяет добиться ряда преимуществ. Во-первых, работа с такой инструментальной системой становится возможной с любого рабочего места. Во-вторых, не требуется дополнительного программного обеспечения на стороне клиента, поскольку практически для любой операционной системы имеется стандартный Web-браузер. И, наконец, появляется возможность разработки единого программного обеспечения для всех пользователей. Затраты на эксплуатацию такой системы со стороны пользователей минимальны.
Более того, если Web-сервер доступен в среде Интернет, то при достаточных ресурсах ЭВМ, на которой он реализован, и при наличии каналов связи с высокой пропускной способностью этим сервисом могут пользоваться любые предприятия региона (или даже страны в целом). Данный ресурс способен стать общероссийским, а при наличии языковой поддержки – даже международным. Учитывая тот факт, что сейчас ведутся активные работы по созданию сетевой инфраструктуры России, такой подход к созданию систем моделирования общего назначения представляется наиболее перспективным.
Литература
1. Ицкович управление непрерывным производством: задачи, методы, модели / , . М.: Наука, 19с.
2. Воронин модели и методы в планировании и управлении предприятием ЦБП / , . Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 20с.
3. Об "узких" местах автоматизации оперативно-диспетчерского управления / , , и др. // Труды Петрозаводского государственного университета. Сер. "Прикладная математика и информатика". Вып. 9. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2000. С. 47–56.
4. О принципах создания программных средств для решения оптимизационных задач / // Труды Петрозаводского государственного университета. Сер. "Прикладная математика и информатика". Вып. 1. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1992. С. 78–82.
5. Об адаптивных программных системах для решения задач математического программирования / , // Труды Петрозаводского государственного университета. Сер. "Прикладная математика и информатика". Вып. 7. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1998. С. 229–236.
