Применение модельно-ориентированного проектирования для решения задачи структурного синтеза
Ключевые слова:
модельно-ориентированное проектирование, структурный синтез, информационная система, генетический алгоритм, направленная мутация, экстремум, эвристический подходАннотация
Чтобы снизить сложность задач структурного синтеза, его делят на этапы, на каждом из которых исследователем при помощи систем поддержки принятия решений производится синтез и анализ моделей систем по заданным входным требованиям и ограничениям. Структурная оптимизация в данном контексте сводится к поиску экстремума некоторой целевой функции, значением которой управляют заданные конструктивные параметры, зависящие от вида задачи. Для демонстрации работы имитационной модели рассматривается функциональный синтез структуры информационной системы управления предприятием, при этом функциональными элементами выступают автоматизируемые бизнес-процессы, а структурными — средства автоматизации. Разработан тестовый пример, в котором в качестве функциональных элементов описаны типовые процессы бюджета, маркетинга, закупок и продаж, производства, кадров. Использование разработанной модели функционального синтеза продемонстрировано на примере задачи выбора программных продуктов при проектировании корпоративных информационных систем. На основании ряда экспериментов определено множество вариантов решения с наибольшим значением функции приспособленности. Установлено, что на значение функции влияет количество избыточных функций, которые содержат выбранные структурные элементы.Литература
1. Imboden D., Pfenninger S. Introduction to Systems Analysis: Mathematically Modeling Natural Systems // Berlin, New York, Springer. 2013. vol. 8. pp. 235‒252.
2. Туголуков Е.Н., Ткачев А.Г., Рухов А.В. и др. Проектирование сложных систем // Тамбов: Изд-во: Тамб. гос. тех. ун- т. 2008. 32 с.
3. Коцюба И.Ю. Основы проектирования информационных систем // Санкт-Петербург: Университет ИТМО. 2015. 206 с.
4. Охтилев М. Ю., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Интеллектуальные технологии мониторинга состояния и управления структурной динамикой сложных технических объектов // Москва: Наука. 2005. 291 с.
5. Потрясаев С.А., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Содержательное и формальное описание проблемы структурно-функционального синтеза и управления развитием информационной системы наземно-космического мониторинга // Труды СПИИРАН. 2013. Вып. 28. С. 82–106.
6. Задачи структурного синтеза и принятия решений. URL: http://www.life-prog.ru/2_70003_zadachi-strukturnogo-sinteza-i-prinyatiya-resheniy.html (дата обращения: 24.10.2016).
7. Зеленский В.А. Проектирование сложных систем // Самара: Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С.П.Королева. 2012. 96 с.
8. Баранов И.А. Модельно-ориентированный подход в разработке программных компонент для комплексов СМ1820М // Москва: ОАО «ИНЭУМ им. И.С. Брука». 2012. 11 с.
9. Бродский Ю.И. Проблема описания и синтеза распределенных имитационных моделей сложных многокомпонентных систем // Москва. 2015. 343 с.
10. Два подхода к проектированию информационных систем. URL: http://consulting.ru/econs_art_417882730 (дата обращения: 24.10.2016).
11. Доронина Ю.В., Рябовая В.О. Метод модернизации информационных систем экологического мониторинга на основе анализа их функциональной нагрузки // Труды СПИИРАН. 2016. Вып. 1(44). С. 133‒153.
12. Дегтярев Ю.И. Методы оптимизации: учебное пособие // М.: Сов. Радио. 1986.
13. Латыпов Н.Н., Ёлкин С.В., Гаврилов Д.А. Инженерная эвристика / под.ред. А.А. Вассермана // М.: Астрель. 2012. 320 с.
14. Цвиркун А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем // М.: Наука. 1982. 200 с.
15. Цвиркун А.Д., Акинфиев В.И. Структура многоуровневых и крупномасштабных систем (синтез и планирование развития) // М.: Наука. 1993. 157 с.
16. Цвиркун А.Д., Акинфиев В.И., Филимонов В.А. Имитационное моделирование в задачах синтеза структуры сложных систем: Оптимизационно-имитационный подход // М.: Наука. 1985. 174 с.
17. Цурков В.И. Динамические задачи большой размерности // М.: Наука. 1988. 288 с.
18. Области применения AnyLogic. URL: http://www.anylogic.ru/application-areas (дата обращения: 24.10.2016).
19. Каширина И.Л. Генетический алгоритм решения квадратичной задачи о назначениях специального вида // Вестник ВГУ. 2003. Вып. 1. С. 66‒71
20. Жуков Д.В., Матяш В.А., Мочалов В.Ф., Труфанов А.Ф. Системный анализ актуальных прикладных задач наземно-аэрокосмического мониторинга эколого-технологических объектов, исследуемых в проекте ELRI-184 // Труды СПИИРАН. 2013. Вып. 28. C. 107‒121.
21. Павлов А.Н. Комплексное моделирование структурно-функциональной реконфигурации сложных объектов // Труды СПИИРАН. 2013. Вып. 28. C. 143‒168.
2. Туголуков Е.Н., Ткачев А.Г., Рухов А.В. и др. Проектирование сложных систем // Тамбов: Изд-во: Тамб. гос. тех. ун- т. 2008. 32 с.
3. Коцюба И.Ю. Основы проектирования информационных систем // Санкт-Петербург: Университет ИТМО. 2015. 206 с.
4. Охтилев М. Ю., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Интеллектуальные технологии мониторинга состояния и управления структурной динамикой сложных технических объектов // Москва: Наука. 2005. 291 с.
5. Потрясаев С.А., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Содержательное и формальное описание проблемы структурно-функционального синтеза и управления развитием информационной системы наземно-космического мониторинга // Труды СПИИРАН. 2013. Вып. 28. С. 82–106.
6. Задачи структурного синтеза и принятия решений. URL: http://www.life-prog.ru/2_70003_zadachi-strukturnogo-sinteza-i-prinyatiya-resheniy.html (дата обращения: 24.10.2016).
7. Зеленский В.А. Проектирование сложных систем // Самара: Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С.П.Королева. 2012. 96 с.
8. Баранов И.А. Модельно-ориентированный подход в разработке программных компонент для комплексов СМ1820М // Москва: ОАО «ИНЭУМ им. И.С. Брука». 2012. 11 с.
9. Бродский Ю.И. Проблема описания и синтеза распределенных имитационных моделей сложных многокомпонентных систем // Москва. 2015. 343 с.
10. Два подхода к проектированию информационных систем. URL: http://consulting.ru/econs_art_417882730 (дата обращения: 24.10.2016).
11. Доронина Ю.В., Рябовая В.О. Метод модернизации информационных систем экологического мониторинга на основе анализа их функциональной нагрузки // Труды СПИИРАН. 2016. Вып. 1(44). С. 133‒153.
12. Дегтярев Ю.И. Методы оптимизации: учебное пособие // М.: Сов. Радио. 1986.
13. Латыпов Н.Н., Ёлкин С.В., Гаврилов Д.А. Инженерная эвристика / под.ред. А.А. Вассермана // М.: Астрель. 2012. 320 с.
14. Цвиркун А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем // М.: Наука. 1982. 200 с.
15. Цвиркун А.Д., Акинфиев В.И. Структура многоуровневых и крупномасштабных систем (синтез и планирование развития) // М.: Наука. 1993. 157 с.
16. Цвиркун А.Д., Акинфиев В.И., Филимонов В.А. Имитационное моделирование в задачах синтеза структуры сложных систем: Оптимизационно-имитационный подход // М.: Наука. 1985. 174 с.
17. Цурков В.И. Динамические задачи большой размерности // М.: Наука. 1988. 288 с.
18. Области применения AnyLogic. URL: http://www.anylogic.ru/application-areas (дата обращения: 24.10.2016).
19. Каширина И.Л. Генетический алгоритм решения квадратичной задачи о назначениях специального вида // Вестник ВГУ. 2003. Вып. 1. С. 66‒71
20. Жуков Д.В., Матяш В.А., Мочалов В.Ф., Труфанов А.Ф. Системный анализ актуальных прикладных задач наземно-аэрокосмического мониторинга эколого-технологических объектов, исследуемых в проекте ELRI-184 // Труды СПИИРАН. 2013. Вып. 28. C. 107‒121.
21. Павлов А.Н. Комплексное моделирование структурно-функциональной реконфигурации сложных объектов // Труды СПИИРАН. 2013. Вып. 28. C. 143‒168.
Опубликован
2016-12-15
Как цитировать
Доронина, Ю. В., Рябовая, В. О., & Чесноков, Д. И. (2016). Применение модельно-ориентированного проектирования для решения задачи структурного синтеза. Труды СПИИРАН, 6(49), 122-143. https://doi.org/10.15622/sp.49.7
Раздел
Методы управления и обработки информации
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).