Файл: Васильев, В. В. Гибридные модели задач оптимизации.pdf

После подачи импульса пуска модели на полюс 43 триггер пуска 37 установится в единичное состояние и импульсы генератора так­ товых импульсов 39 через открытый вентиль 38 начнут поступать в календарное устройство и цифровую модель. Сигнал с выхода се­ лектора 40 через схему ИЛИ сбросит триггер пуска модели в нуль и прекратит поступление импульсов в календарное устройство и цифровую модель. Проиндицировав состояние выходных тригге­ ров моделей работ, мы получим информацию о работах сетевого графика, выполненных к заданному моменту времени.

Для расчета сетевых графиков описанное календарное устройст­ во может быть использовано также совместно с другими специа­ лизированными моделями, например АСОР-1, РИТМ-1. В этом случае в качестве устройства сопряжения модели с календарным устройством должен использоваться преобразователь величин на­ пряжений, которыми представлены временные характеристики работ, во временной интервал, величина которого будетопределяться числом импульсов генератора эталонной частоты, поступающих в счетчик за время интервала.

7.5. К ВОПРОСУ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМАХ СПУ

Известно [95, 97], что расчет сетевых моделей довольно сложных объектов успешно производится с помощью цифровых вычислительных машин. Применение аналоговых и комбинирован­ ных специализированных машин целесообразно для расчета и отображения небольших по объему сетей, фрагментов подробной сети или укрупненных сетевых графиков, соответствующих подробной сети. Наглядность решения и оперативность его получения позволя­ ют в максимальной степени использовать преимущество специали­ зированных машин. Руководитель или ответственный исполнитель проекта получает возможность непосредственно наблюдать резуль­ таты изменений в сетевой модели. Специализированная машина'яв­ ляется здесь машиной-советчиком и справочником параметров се­ тевой модели.

При этом возникает ряд часто довольно спорных вопросов, свя­ занных с возможной сферой применимости специализированных машин для решения задач сетевого планирования и управления, возможностями агрегатирования таких машин друг с другом, по­ строения цифро-аналоговых комплексов и др.

Типовая блок-схема специализированной вычислительной ма­ шины для расчета сетевых графиков изображена на рис. 127.

Основу машины обычно составляет блок моделей работ (БМ Р ) — совокупность отдельных устройств, предварительно связанных только по цепям питания и управления, входы и выходы которых подключены к наборному полю.

197

Наборное поле (//77) — это коммутационное устройство, с по­ мощью которого устанавливаются связи между моделями работ в соответствии с топологией исследуемого сетевого графика.

Устройство ввода и вывода информации (УВВ) обеспечивает ввод исходной информации о параметрах элементов сетевой модели и регистрацию числовой информации о длине критического пути, сроках начала и окончания работ, резервах, получаемых при моде­ лировании сети.

Кроме числовой информации, моделирующее устройство поз­ воляет получить также качественную информацию о форме крити­ ческого пути, положении фронта работ, критической зоне и дру^

гих характеристиках сети. Визуальное отображение этой

информации осуществляет си­ стема индикации (СИ), в состав которой может входить ряд устройств для индикации номе­ ров выбранных работ, индикации конфигурации сетевого графика и положения критического пути, индикации графика интенсив­

ности потребления ресурсов и т. д.

Реализацию необходимых режимов работы и измерений при моделировании производит устройство управления и измерений (УУИ), которое выполняет необходимые переключения управляю­ щих цепей, измерение и оперативное отображение параметров се­ тевой модели.

В различных типах машин некоторые элементы блок-схемы могут быть объединены или отсутствовать, но в целом описанные функции будут выполняться.

Набор задачи моделирования сетевого графика на специализи­ рованной машине обычно состоит из следующих операций:

а) установки величин, моделирующих продолжительности и дру­ гие параметры работ (стоимости, ресурсы);

б) соединения моделей отдельных работ между собой для получе­ ния модели сетевого графика;

в) настройки системы индикации (набор конфигурации сети и установление однозначного соответствия между индикационными и функциональными моделями работ).

Специализированная вычислительная машина позволяет получить следующую информацию о сетевой модели х:

а) величину и конфигурацию критического пути:

б) величину раннего возможного срока начала и окончания лю­ бой выбранной работы;

1 Здесь приведены возможности некоторой гипотетической машины, объеди­ няющие возможности различных существующих машин, которые в принципе мо­ гут быть реализованы в составе одной машины.

198

в) величину позднего допустимого срока начала и окончания любой выбранной работы;

г) величины различных резервов выбранных работ; д) стоимость выполнения комплекса работ;

е) график интенсивности потребления одного или нескольких видов однородных ресурсов в функции времени выполнения проекта; ж) конфигурацию путей критической зоны, соответствующей

заданному коэффициенту напряженности; з) положение фронта работ на заданный момент времени;

и) календарные сроки начала и окончания работ с учетом осо­ бенностей существующего календаря;

к) визуальную индикацию дерева максимальных путей с корнем в начальном событии.

Специализированным вычислительным машинам для расчета сетевых графиков присущи следующие достоинства, вследствие кото­ рых целесообразно их применение в качестве технического средства систем сетевого планирования и управления:

а) простота построения модели, наличие физической аналогии между моделью и исследуемым объектом;

б) удобство работы с моделью, отсутствие необходимости про­ граммирования, отсутствие проблемы общения человека с ма­ шиной;

в) легкость вариации исходных данных, отсутствие запаздывания между моментом ввода измененных данных и результатов изменений, обычно наблюдаемого при использовании цифровых вычислитель­ ных машин с программным управлением;

г) высокая наглядность получаемых результатов, которая вместе с оперативностью их получения позволяет эффективно включить исследователя с его опытом в обратную связь системы человек — машина при реализации неформальных или трудно реализуемых методов оптимизации по стоимости и ресурсам.

Различным типам машин и устройств для расчета задач сетевого планирования и управления свойственны свои недостатки, однако общими из них являются следующие:

а) трудность автоматизации ввода топологии исследуемой сети, вызванная несовершенством коммутационных систем;

б) инерционность перестройки существующих устройств визуаль­ ного отображения сетевой информации, что связано с чрезмерной сложностью электронных систем отображения;

в) сложность построения систем, автоматически решающих зада­ чи оптимизации сетей по стоимости и ресурсам, связанная с отсутст­ вием достаточно разработанных методов оптимизации.

Все существующие модели сетевых графиков предполагают лишь регистрацию общей стоимости комплекса работ при задании стои­ мостей выполнения отдельных работ и зависимости их от продолжи­ тельности выполнения работ, а также регистрацию графика одно­ временно потребляемого ресурса, когда заданы величины ресурсов, необходимые для выполнения каждой работы.

199

Упомянутые выше достоинства и недостатки специализирован­ ных машин имеют существенное значение при рассмотрении вопро­ сов, связанных с построением цифро-аналоговых комплексов для обработки информации в системах СПУ.

Агрегатирование моделирующих устройств задач СПУ. Проб­ лема агрегатирования нескольких моделирующих устройств возникает в том случае, когда модель сетевого графика не может быть реализована с помощью одного устройства или это неудобно делать по каким-либо соображениям.

Наиболее простым является случай, когда количество работ сетевого графика всего в несколько раз (в 2—3 раза) превышает

Рис. 128

возможности моделирующего устройства. К набору такой сети мож­ но привлечь 2—3 однотипных моделирующих устройства, располо­ женных в одном помещении.

После того как определены граничные события, разделяющие сеть на подсети, каждая из которых будет моделироваться отдель­

1.Объединение наборных полей отдельных устройств путем выполнения соединений между моделями событий, которые опреде­ лены как граничные.

2.Установление связей между устройствами управления, обес­ печивающих необходимую синхронизацию цепей управления и со­ гласование измерительных цепей.

Эти операции, являясь общими для устройств аналогового и гибридного типов, имеют ряд особенностей. При агрегатировании устройств, в которых используются диодная аналогия Денниса или схемы на электронных усилителях постоянного тока, соединение наборных полей должно осуществляться через устройство согласо­ вания, назначением которого является понижение уровня рабочих напряжений. В противном случае напряжения, моделирующие ве­ личину критического пути и другие временные характеристики сети, суммируясь по отдельным устройствам, могли бы достигнуть зна­ чений, недопустимых по нормам техники безопасности или нормам электрической прочности элементов. Связи устройств управления должны обеспечить использование одного измерительного блока для

200

регистрации результатов решения с целью уменьшения погрешнос­ тей, вызванных несогласованностью шкал измерительных приборов различных моделирующих устройств.

Агрегатирование цифровых моделей, напротив, не требует ис­ пользования устройства согласования при объединении наборных полей, так как величины временных интервалов могут изменяться в широких пределах, не вызывая аварийного режима схемы. Объ­ единение устройств управления требует жесткой синхронизации генераторов тактовой частоты, использования единственного из­ мерительного счетчика для регистрации параметров сетевой модели

иобеспечения согласованности

вработе других элементов и це­

Не касаясь спорных вопросов, связанных с целесообразностью реализации такой структуры, поскольку это приводит к некоторому изменению сложившейся методологии использования моделей СПУ, рассмотрим состав структуры (рис. 129) и распределение информации между ее звеньями.

Одна из машин нижнего уровня моделирует достаточно авто­ номный фрагмент сети на основе исходной информации. В каналы связи от каждой такой машины нижнего уровня передается информа­ ция о параметрах укрупненной сети, в которой сохранены события и работы, существенные для контроля основных этапов проекта в масштабе второго уровня. Каждая машина второго уровня на основе информации, полученной по каналам связи, формирует фрагмент сети, укрупненный на втором уровне. В результате моде­ лирования и оптимизации этого фрагмента можно получить инфор­ мацию об основных характеристиках его, которая передается к ма­ шинам более высокого уровня.

Нетрудно представить, что для достаточно сложных сетей, на­ считывающих тысячи работ, количество уровней будет небольшим. В большинстве случаев, по-видимому, будет достаточно двух-трех уровней иерархии.

Особенностями этого способа агрегатирования являются от­ сутствие непосредственной связи между машинами одного уровня и возможность использования обычных каналов связи для обмена информаций между уровнями. Это позволяет также в пределах