Science & Technology - Наука и технологии :: Smart-MES. Самоорганизующаяся информационная система

Posted: 19:27 10-10-2015
Smart-MES
Самоорганизующаяся информационная система




Владимир Федорович Чернов
Генеральный Директор ООО «Фирма ИнформСистем»
Екатеринбург


Четыре великих достижения последнего двадцатилетия в Hi-Tech,
которые потрясли весь Мир

Первые три достижения, родившиеся в США, широко известны всему vиру, это: сотовая телефония, Интернет и многоядерный процессор компьютера. А вот последнее достижение, родившееся уже в России, даже на своей Родине абсолютно никому не известно, это: Технология Самоорганизации в IT. А может потому оно и не известно, что родилось именно в России, а не в США, так как там-то на всех уровнях очень быстро и масштабно популяризируют свое достижение, чтобы распространить его по всему миру с целью получения гигантских прибылей. Следует заметить, что здесь указаны только те достижения, которые способны быстро и значительно увеличить прогресс всего человечества.

Ожидаемый виток эволюционного развития ИТ – самоадаптируемость, свойство живой природы. ИТ-системы будущего должны быть сложными по организации, обладать саморегуляцией. Вот именно на этих принципах и создана наша самоорганизующаяся система Smart-MES (Manufacturing Execution System – система управления производственными процессами). Мы долго шли своим путем, но вышли куда следует и намного раньше других IT-разработчиков в России и за рубежом. Данная планка IT нами настолько высоко поднята, что не считаться с этим уже будет не возможно. А это значит, что мы совершили революцию в технологии разработки больших информационных систем.

Система «MES-T2 2020» (Свидетельство Роспатента №2014618991 о государственной регистрации программы для ЭВМ, 2014 г.) создана для реализации технологии экономии топлива и для увеличения энергоэффективности тепловых и атомных электростанций в реальном времени. Энергоэффективность – ключевая проблема современности. Потребности в энергообеспечении стремительно растут (освоение Арктики, поставка энергии Африке, урбанизация стран АТР, технический прогресс в развитых странах мира), и трата ресурсов является непозволительной роскошью.



Плавучая атомная электростанция (плавучая атомная теплоэлектростанция, ПАТЭС)


Smart-MES предназначена также для реализации технологии безаварийной эксплуатации атомных энергоблоков, она может обеспечить предупреждение всех аварийных ситуаций на АЭС, ТЭЦ и ГРЭС. Именно данная система может быть задействована в мультиагентной технологии для когнитивного управления Генерирующими и Сетевыми компаниями.


Парадигма самоорганизующейся системы Smart-MES
Под самоорганизацией понимается необратимый процесс, приводящий в результате кооперативного взаимодействия подсистем к образованию более эффективных структур с позиции компьютерной системы. Использование феномена самоорганизации является необходимым условием поддержания конкурентоспособности системы и создания новых конкурентных преимуществ. Сам же феномен самоорганизации нашей системы является необычным явлением и очень редким фактом, то есть это то, что трудно постичь. Это способность IT-системы усложнять свою собственную структуру.

Самоорганизация привносит в систему новое качество. Например, Smart-MES в результате самоорганизации легко может рассчитать 1000 задач с 500000 показателями всего за 10 секунд. То же самое количество задач без самоорганизации будет рассчитываться около двух часов, то есть где-то в 500 раз дольше.

Самоорганизующаяся система Smart-MES представляет самоорганизацию второй степени. Но можно создать самоорганизацию и третьей степени, это когда мультиагентная система состоит из самоорганизующихся систем второй степени. Первая степень производит самонастройку и легчайшую адаптивность, вторая степень обеспечивает величайшую скорость расчетов, третья – позволяет самостоятельное функционирование системы без участия человека. Фактически это основа искусственного интеллекта.




Однако, наука «Синергетика» утверждает, что самоорганизующихся IT-систем в природе быть не может, так как парадигма самоорганизации к IT не имеет отношения. Но будущее именно за самоорганизующимися системами. Вот только не понятно, почему именно будущее? Что там будет иная элементная IT-база? Уже создана самоорганизующаяся система Smart-MES, которую пока не допускают к практическому использованию, дабы не разрушить миф о невозможности этой самоорганизации. Кому это выгодно? Понятно, что IT-монополистам.

Smart-MES – это система управления производством, которая связывает воедино все бизнес-процессы с производственными процессами предприятия, оперативно предоставляя объективную и подробную информацию руководству компании. Методология построения Smart-MES ориентирована на легкую реализацию любых алгоритмов в любом количестве без программистов. Она содержит полную совокупность современных возможностей. Это и текстовые проекты технологических задач, и самонастройка всей системы, и самоорганизация в соответствии с текущим контекстом, и аналитика, и графика, и оптимизация. И все это возможно в любой конфигурации клиент-сервер.






Особое достоинство Smart-MES в том, что она предоставляет абсолютную программную надежность при любом количестве реализуемых технологических алгоритмов расчета для любого производства.


Технология создания самоорганизующихся IT-систем
Технология создания самоорганизующихся IT-систем обязательно должна включать пять этапов:
  1. перевод постановки задачи на метаязык технолога;
  2. преобразование метаязыка на макроязык (самонастройка);
  3. преобразование всех задач на макроязыке в одну задачу (самоорганизация);
  4. преобразование единой задачи на язык программирования;
  5. преобразование языка программирования в результирующий машинный код.

Основным конкурентным преимуществом феномена самоорганизации Smart-MES является практически мгновенный переход математической модели электростанции или иного предприятия от ситуации «как есть» к ситуации «как должно быть». Это изменение происходит в темпе функционирования самой системы и фактически при минимальном участии человека. Феномен самоорганизации обеспечивает безграничное развитие системы в части технологического функционала, который может быть использован как на уровне электростанций во всех цехах, так и на уровне Генерирующих и Сетевых компаний.

А теперь представьте ситуацию, когда система сама реагирует на изменение текущего контекста и мгновенно запускает самоорганизацию. В данном случае эффект контекста может иметь обширное влияние на маркетинговые и потребительские решения особенно в рыночных условиях неопределённости.

Данный феномен самоорганизации, когда вся огромная система в любой конфигурации разворачивается из обычного текста нажатием одной кнопки или, если хотите, голосовым сигналом, на самом деле трудно постичь. Подобный феномен самоорганизации системы позволяет вообще отказаться от разработки различных программ. Всю производственную сферу легко перекроет самоорганизующаяся система. Ведь для того, чтобы обеспечить любые оперативные расчеты в любом количестве и любой сложности на любом предприятии, достаточно это отразить в тексте. И больше ничего не надо. Все остальное сделает самоорганизация этой системы.

Smart-MES внешне состоит из EXE-файла (Конструктор АРМов) и набора текстовых описаний – Проектов технологических задач. Конструктор, как новорожденное дитя, в части технологического функционала абсолютно пуст, то есть для выполнения конкретной полезной работы его следует обучить. Процесс обучения, как и человека, происходит через текст. Обучение Конструктора осуществляется в реальном времени в темпе выполнения им полезной работы и происходит постоянно, как и человека. В настоящее время сфера деятельности Smart-MES распространяется на непрерывные производства, но эти же принципы обучения могут быть заложены в создание системы и для дискретных производств.



Самообучающаяся система из фантастического фильма «Робот по имени Чаппи», 2015 год


Smart-MES позволяет создание большой работающей системы от нажатия одной кнопки. В этом случае при компиляции Текста автоматически создаются все составляющие: базы данных, справочники, меню, экранные формы, отчеты, DLL-программы и Сервер приложений.


Интеллектуальность системы Smart-MES

Только самоорганизующиеся системы в современной рыночной экономике способны обеспечить производственный прогресс посредством мгновенной адаптивности к постоянно изменяющимся условиям.

Интеллектуальная система способна синтезировать цель, принимать решение к действию, обеспечивать действие для достижения цели, прогнозировать значения параметров результата действия и сопоставлять их с фактическими данными, образуя обратную связь, корректировать цель или управление. Для этого она обладает запасом знаний и располагает методами решения задач.

Не буду приводить все многообразие высказываний на тему интеллекта вообще и искусственного в частности. А выскажу свое лаконичное определение: Интеллект характеризуется наличием динамической памяти знаний у системы. Smart-MES обладает интеллектом. Для этого у нее должны быть все составляющие интеллекта, как у человека, то есть должно быть наличие поведенческого и созидательного механизма, причем каждый должен иметь базу знаний, и иметь возможность обучения и использования этих знаний в реальном времени.

Поведенческий механизм Smart-MES включает адаптационный аппарат, основанный на компиляции текстовых проектов технологических задач для формирования базы знаний алгоритмов расчета и всех настроек. Это и есть обучение Smart-MES для выполнения различных поведенческих функций: формирование экранных форм и отчетов, выполнение расчетов и аналитики. Такое обучение происходит в процессе функционирования Smart-MES. Этим достигается полное постоянное тождество математической модели реальному производственному процессу на электростанции.

Созидательный механизм Smart-MES включает аппарат формирования базы знаний получасовых технологических срезов режимов оборудования с заданными параметрами выработки электроэнергии и тепла при нулевом перерасходе топлива. Автоматическое обучение и предоставление оптимальных режимов оборудования осуществляется в реальном времени. Здесь созидательный механизм базируется на поведенческом механизме Smart-MES.

Интеллектуальная Самоорганизующаяся Система Smart-MES, как и человек, обучается через Текст. В исходном состоянии – это младенец, но через несколько секунд после обучения она уже обладает интеллектом. При необходимости она снова мгновенно может стать младенцем и быть готовым к восприятию иного интеллекта. Внутренний машинный код интеллекта Smart-MES после обучения заранее абсолютно не известен, так как она его создает сама посредством самоорганизации. Ограничений по уровню обучения система не имеет. В нее может быть заложен Текст любого размера. Пока наша система ориентирована для непрерывных производств.

Мультиагентные системы и многопроцессорные компьютеры призваны увеличить возможности информационных технологий. Но если компьютеры, включая даже гаджеты, уже все стали многопроцессорными, то мультиагентных систем для промышленных производств практически нет. Почему? Да потому что программные агенты должны быть самоорганизующимися, а этого никто в мире делать не умеет. Но нам случайно удалось решить данную проблему.

Вы только представьте множество «мертвых» одинаковых программных агентов, которые еще ничего делать не умеют. И вот они начинают оживать, беря с «полочки» для себя задание, то есть набор текстовых проектов, и посредством самоорганизации мгновенно обучаются навыкам. Они переговариваются между собой по протоколу: «первый, первый, я второй, взял на себя функции учета» или «всем, всем, меня подбили, берите на себя мои функции управления». В соответствии с текущим производственным контекстом агенты самостоятельно оперативно могут менять свои навыки. При этом агент сам себя «убивает» и с «полочки» берет очередное задание для самоорганизации и снова готов к действию.

Такую мультиагентную систему не возможно разрушить, так как подобно Змею Горынычу, у которого при отрубании головы вырастает новая, так и у системы в случае гибели одного агента, его место занимает другой. Какую функцию выполняет тот или иной агент никто вне системы не знает. В данном случае происходит двухуровневая самоорганизация: на уровне самого агента и на уровне всей системы.




Мультиагентные технологии позволяют решать проблемы, для которых характерны частые и непредсказуемые изменения и имеют место сложные зависимости между элементами. В отличие от традиционных систем, в которых решение находится с помощью централизованных, последовательных и детерминированных алгоритмов, в мультиагентных системах решение достигается в результате распределенного взаимодействия множества агентов – автономных программных объектов, нацеленных на поиск, возможно, не столько оптимального, сколько наиболее адекватного и актуального решения на каждый момент времени.


Принципы системы Smart-MES как глобального проекта

Принципы разработанной самоорганизующейся системы Smart-MES для электростанций с успехом можно использовать для глобального проекта, пригодного для любой промышленности.



Возможно создание самоорганизующейся информационной системы для всей промышленности, которая позволяла бы мгновенно реализовывать и менять любые сложнейшие алгоритмы расчетов на инженерном языке без программирования, полностью организуя с нуля все элементы большой системы: базы данных, экранные формы, отчеты, DLL-программы для расчета, аналитику и оптимизацию.



Схема компании ЕМС, показывающая сложность задачи учета распределения электроэнергии для автомобилей и домов


Система Smart-MES может выступать и в роли MES-Системы, и в роли CASE-Системы, и в роли GPS-Система. Фактически же она их просто объединяет.

MES (Manufacturing Execution System) – Система управления производством. MES – это динамическая информационная система, управляющая эффективным исполнением производственных операций, собирает и использует данные для оптимизации производственных процессов. Используя точные текущие данные, MES регулирует, инициирует и протоколирует работу предприятия по мере возникновения событий. MES предоставляет наиболее важную информацию о производственной деятельности предприятия.

CASE (Computer Aided Software Engineering) – Автоматизированное Программирование. Системы интеллектуального проектирования и совершенствования систем управления предназначены для использования так называемых CASE-технологий, ориентированных на автоматизированную разработку проектных решений по созданию и совершенствованию систем организационного управления.

GPS (General Problem Solver) – Универсальный решатель задач. GPS – Экспертная система и система поддержки принятия решений.  Система GPS предназначенa для реализации технологий информационного обеспечения процессов принятия управленческих решений на основе применения экономико-математического моделирования и принципов искусственного интеллекта. Экспертная система позволяет реализовать моделирование рассуждений специалистов. С ее помощью управленец может изучать логику протекания процессов,  диагностировать их течение и принимать оптимальные решения.

В.Ф. Чернов
Leave a comment
Name
Text
Enter a code from the image below
 



 
 
 

Last posts: 
Второй этап исследования "Третья волна" - открытые данные, часть 3


Второй этап исследования "Третья волна" - открытые данные, часть 2


Ясен Засурский: мировой общекультурный порядок


Quebec immigration for professionals


Второй этап исследования "Третья волна" - открытые данные, часть 1


Протоиерей Всеволод Чаплин: власть не слышит голос русских


Пушкинская площадь сказала «Хватит!»


Национальный Суперкомпьютерный Форум 2015 - дебют Больших данных


Ольга Адамишина и ее Фонд «Помощь Отечественному искусству»


Власть от народа


Джейми Ричард Робертсон: в поисках новых решений, вглядываясь в невидимое


Летящая по волнам: Жаклин Слоун Сиклос


Culture Conflict in Caucasus: Chance for Europe


Сергей Капица: "Бороться надо умом"


ДАТА-ПЛАНТАЦИИ ДЛЯ РЕТРОСПЕКТИВНОЙ И ПРОГНОСТИЧЕСКОЙ АНАЛИТИКИ В МЕДИЦИНЕ


Глобалистика-2015.
АНАЛИТИКА BIG DATA. НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ПОНИМАНИЯ ГЛОБАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ



Орнитологическая безопасность полетов: проблемы и пути решения


Александр Грушко: для НАТО и России наступил момент истины


Smart-MES. Самоорганизующаяся
информационная система



Global Commons: Россия начала операцию в Сирии


Вячеслав Мальцев о 70-й Сессии Генеральной Ассамблеи ООН



 
   
   
     
 
   © SecurityAnalysisBulletin.com - 2015  feedback