name: Математические модели и методы многоуровневой оптимизации расписаний многостадийных процессов с адаптацией
keyword_list: локальная оптимизация иерархическая игра пакет заданий расписание многостадийных процессов конвейерные системы
abstract: В различных сферах практической деятельности (обработка данных, мелкосерийное производство, ремонт оборудования) процесс выполнения работ предусматривает наличие последовательности образующих его этапов. Для уточнения понятия многостадийного процесса введено понятие задания. Под заданием подразумевается работа, состоящая из отдельных этапов, каждый из которых выполняется на соответствующем ему приборе обрабатывающей системы с целью получения результатов. Для всех заданий количество этапов их выполнения является одинаковым и равно количеству приборов в системе. Технологический маршрут выполнения заданий предусматривает последовательную реализацию их этапов и прохождение заданиями приборов в системе в строго заданной их последовательности. Тогда многостадийным процессом является процесс выполнения заданий в системе, предусматривающий последовательную реализацию действий с ними на каждом из приборов. Система в этом случае является конвейерной системой (КС). Ход многостадийного процесса выполнения единичных заданий (ЕЗ) в КС, предусмотренный расписанием, подвержен влиянию возмущающих воздействий, которые снижают эффективность использования ресурсов и производительность системы. Адаптация многостадийных процессов к возмущающим воздействиям с целью снижения их влияния реализуется путем построения динамических расписаний, учитывающих виды воздействий. Построение динамических расписаний обеспечивает повышение эффективности использования ресурсов и производительности КС. При выполнении в КС наборов заданий разных типов решение задачи построения расписаний обеспечивается определением решений двух подзадач: оптимизации составов пакетов заданий (ПЗ), оптимизации расписаний выполнения ПЗ на приборах КС.
  Цель работы состоит в разработке новых методов математического моделирования многостадийных процессов  выполнения ЕЗ и ПЗ в КС, разработке новых методов построения расписаний многостадийных процессов выполнения ЕЗ и ПЗ в КС, разработке комплекса программ построения расписаний процессов выполнения ЕЗ и ПЗ в КС.
  Объектом исследований является процесс выполнения заданий в КС (выполнения ЕЗ и ПЗ в КС).
  Предметом исследований являются методы математического моделирования многостадийных процессов выполнения ЕЗ и ПЗ в КС (в том числе, влияния возмущающих воздействий на ход этих процессов), методы построения расписаний выполнения ЕЗ и ПЗ в КС, комплекс программ построения расписаний выполнения ЕЗ и ПЗ в КС, использующий разработанные методы и модели.
  Положения, выносимые на защиту:
  1) впервые предложена информационная модель системы построения расписаний выполнения заданий в КС; с ее использованием разработана классификация задач построения расписаний многостадийных процессов выполнения ЕЗ и ПЗ в КС;
  2) впервые предложен метод математического моделирования влияния возмущающих воздействий на ход многостадийных процессов выполнения ЕЗ в КС, предусмотренный статическим расписанием;
  3) впервые предложен метод математического моделирования многостадийных процессов выполнения ПЗ в КС, предусматривающий представление моделей процессов в виде совокупности иерархически взаимосвязанных компонент;
  4) разработан численный метод оптимизации статических расписаний выполнения ЕЗ в КС, позволяющий получить результаты, являющимися лучшими, чем результаты известных метаэвристических алгоритмов; разработан метод построения динамических расписаний, позволяющий осуществлять адаптацию многостадийных процессов к возмущающим воздействиям разных видов и уменьшить влияние возмущающих воздействий на ход процессов выполнения ЕЗ в КС;
  5) разработан метод построения расписаний выполнения пакетов заданий в КС, предусматривающий представление обобщенной задачи в виде совокупности иерархически взаимосвязанных подзадач, для каждой из которой определяются локально оптимальные решения на каждом из уровней иерархии;
  6) впервые разработан метод оптимизации составов ПЗ, позволяющий формировать локально оптимальные решения на верхнем уровне в иерархической игре построения расписаний процессов выполнения ПЗ в КС, а также разработан метод оптимизации расписаний выполнения ПЗ в КС;
  7) впервые разработан метод распределения результатов выполнения ПЗ в КС по комплектам и метод вычисления моментов времени окончания формирования комплектов, обеспечивающие оптимизацию составов ПЗ и расписаний их выполнения в КС при условии формирования комплектов результатов;
  8) впервые предложен метод оптимизации составов групп ПЗ, выполняемых в течение ограниченных интервалов времени функционирования КС (в том числе учитывающий формирование комплектов результатов);
  9) с целью разработки комплекса программ построения расписаний выполнения ЕЗ и ПЗ в КС развит предметно-ориентированный подход к проектированию программных систем, что позволило реализовать адаптивную процедуру управления процессом решения задач, обеспечивающую его гибкость.
chairman_dissertation_council.name: Александр
chairman_dissertation_council.surname: Полонский
chairman_dissertation_council.patronymic: Борисович
chairman_dissertation_council.position: научный руководитель
chairman_dissertation_council.degree: Доктор географических наук
chairman_dissertation_council.rank: Член-корреспондент РАН
chairman_dissertation_council.wos_research_id: E-6313-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6701673521
chairman_dissertation_council.rinc_id: 411854
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Максим
organization_supervisor.surname: Евстигнеев
organization_supervisor.patronymic: Павлович
organization_supervisor.position: Проректор по научной деятельности
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 28.29.51
rubrics.name: Технические приложения вероятностно-статистических методов
rubrics.code: 28.29.05
rubrics.name: Теория игр и ее применение в кибернетических системах
oecds.code: 01.02.EV
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, INTERDISCIPLINARY APPLICATIONS
oecds.code: 01.02.ET
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, INFORMATION SYSTEMS
speciality_codes.name: Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
speciality_codes.code: 05.13.18
supervisors.fio: Скатков А.В.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Бойченко О.В.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Мезенцев  Ю.А.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Скобцов Ю.А.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Вычислительные машины, комплексы и компьютерные сети
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО "СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1149204039181
protection_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
protection_organization.supervisor_surname: НЕЧАЕВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ДМИТРИЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО "СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1149204039181
author_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
author_organization.supervisor_surname: НЕЧАЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: ДМИТРИЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения