Інформаційний аспект координації виробничих процесів

Abstract

Production systems with multi-zone technological facilities together with technological process management tools belong to the class of cyber-physical systems. The combination of three aspects: the presence of physical interactions in a distributed technological object, the presence of complex local control scenarios that depend on the state parameters of the object area, decentralization and the presence of global criteria led to a new class of tasks - spatio-temporal coordination of systems with continuous technological objects objects and logical management. The purpose of the research is to increase the effectiveness of decentralized coordination due to the optimization of information flows and the structure of coordination subsystems. The relationship between the amount of information regarding the state of production processes and the uncertainty of coordination of related operations is considered. The dispersion of the state of the object element was estimated using the spatio-temporal spectrum of the state. Checking the adequacy of information flow estimates and its dependence on system parameters was performed using experiments on a simulation model on the Scilab platform. The values of information flows obtained as a result of statistical processing of data from simulation experiments according to Shannon's measure differed from the calculated values by 18%. Considering packet data transmission, this does not affect the overall estimate of the required bandwidth of the data transmission system. The proposed approach to the assessment of information flows in the system of decentralized coordination can be used to select the parameters of the data transmission system, as well as to optimize the structure and information flows of the coordination system.

Виробничі системи з багатозональними технологічними об’єктами разом із засобами управління технологічними процесами належать до класу кібер-фізичних систем. Поєднання трьох аспектів: наявність фізичних взаємодій у розподіленому технологічному об'єкті, наявність складних сценаріїв локального управління, які залежать від параметрів стану області об'єкта, децентралізація та наявність глобальних критеріїв зумовили новий клас завдань – просторово-часову координацію систем з безперервними технологічними об'єктами та логічним управлінням. Мета дослідження - підвищення ефективності децентралізованої координації за рахунок оптимізації інформаційних потоків та структури підсистем координації. Розглянуто зв’язок кількості інформації щодо стану виробничих процесів з невизначеністю координації пов’язаних операцій. Оцінено дисперсію стану елемента об’єкта з використанням просторово-часового спектру стану. Перевірка адекватності оцінок інформаційних потоків та його залежність від параметрів системи виконувалася з допомогою експериментів на імітаційної моделі на платформі Scilab. Отримані в результаті статистичної обробки даних імітаційних експериментів значення інформаційних потоків за мірою Шеннона відрізнялися від розрахункових в межах 18%. Враховуючи пакетну передачу даних це не впливає на загальну оцінку необхідної пропускної спроможності системи передачі даних. Запропонований підхід до оцінювання інформаційних потоків у системі децентралізованої координації може бути використаний для вибору параметрів системи передачі даних, а також для оптимізації структури і інформаційних потоків системи координації