Новые информационные технологии в исследовании сложных структур

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ 
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

ИНСТИТУТ ОПТИКИ АТМОСФЕРЫ им. В.Е. ЗУЕВА СО РАН 

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ 

НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

В ИССЛЕДОВАНИИ СЛОЖНЫХ СТРУКТУР 

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ 
ВОСЬМОЙ РОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ 
С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ 

Томск-2010 

УДК 004.007.519-7 
Н 766 

Новые информационные технологии в исследовании сложных структур: тезисы докладов 
Н766 
Восьмой Российской конференции с международным участием. - Томск: Изд-во HTJI, 2010. 124 с. 

ISBN 978-5-89503-440-8 

В сборник включены тезисы научных докладов, представленные на Восьмую Российскую конференцию с международным участием «Новые информационные технологии в исследовании сложных структур». 

Конференция проведена по инициативе Томского государственного университета, Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики, 
при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 10-07-06054 г) с 5 по 8 октября 
2010 гида ь i . Томске. 

Материалы сборника ориентированы на использование их специалистами в области информационных технологий в различных сферах человеческой деятельности, включая телекоммуникационные системы, образование, 
охрану природы, здравоохранение, разработку систем искусственного интеллекта, исследование дискретных и 
стохастических структур управления и связи. 

УДК 004.007.519-7 

Организационный комитет конференции: 

Евтушенко Н.В., профессор, г. Томск, Россия (председатель, научный редактор) 
Бандман O.JJ., профессор, г. Новосибирск, Россия 
Горцев A.M., профессор, г. Томск, Россия, (научный редактор) 
Грунский И.С., профессор, г. Донецк, Украина 
Дмитриев Ю.Г, профессор, г. Томск, Россия 
Евдокимов А.А., профессор, г. Новосибирск, Россия 
Закревский А.Д., чл.-корр. НАН Беларуси, г. Минск, Беларусь 
Каравай М.Ф., профессор, г. Москва, Россия 
Козловский В.А., снс, г. Донецк, Украина 
Конев В.В., профессор, г.Томск, Россия 
Малышенко A.M., профессор, г.Томск, Россия 
Матросова А.Ю., профессор, г. Томск, Россия 
Микони С.В., профессор, г. С.-Петербург, Россия 
Назаров А.А., профессор, г. Томск, Россия 
Параев Ю.И., профессор, г. Томск, Россия 
Семенов А.А., доцент, г. Иркутск, Россия 
У бар P.P., профессор, г. Таллинн, Эстония 
Хорошевский В.Г., член-корр. РАН, г. Новосибирск, Россия 
Черемисинова Л.Д., профессор, г. Минск, Беларусь 
Чипулис В.П., профессор, г. Владивосток, Россия 

Редактор Т.С. Портнова 
Дизайн, верстка Д. В. Фортеса 

Изд. лиц. ИД № 04000 от 12.02.2001. Подписано к печати 27.09.2010. Формат 60 х 84 '/8. Бумага офсетная. 
Печать офсетная. Гарнитура «Тайме». Усл. п. л. 14,42. Уч.-изд. л. 16,15. Тираж 150 экз. Заказ № 18. 

ООО «Издательство научно-технической литературы» 
634050, Томск, пл. Ново-Соборная, 1, тел. (3822) 533-335 

Отпечатано в типографии ЗАО «М-Принт», г. Томск, ул. Пролетарская, 38/1 

ISBN 978-5-89503-440-8 
© Авторы, текст, 2010 
© Томский госуниверситет, 2010 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 
В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 
В УПРАВЛЕНИИ СЛОЖНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ 

М.В. Головицына 

Филиал Московского государственного открытого университета, г. Александрова, Россия 

E-mail: maya@alexandrov.ru; maivlad@mail.ru 

Основная идея работы - показать необходимость и, главное, возможность в настоящее время закладывать качество сразу при проектировании нового изделия или технологического процесса, т.е. ещё на стадии 
формирования технического задания и, по возможности, ещё ранее. Эту возможность даёт разработка 
«сквозных» математических моделей, связывающих качество изготавливаемой продукции с параметрами 
исходного сырья, комплектующих - с контролируемыми параметрами технологического процесса (ТП). Методика предполагает использование комплекса математических методов. 

Данная методика разрабатывалась, отлаживалась и внедрялась в течение более 15 лет на конкретных ТП: 
изготовления транзисторов и ИС (Мин. электронной промышленности), ТП гидротермального выращивания 
искусственного минерала кварца (Мин. геологии), ТП изготовления видеоконтрольного устройства (Мин. 
радиопромышленности). Поэтому есть основание говорить об её универсальности. 

Основная цель исследования состоит в разработке, теоретическом и практическом подтверждении идеологии системного подхода к созданию «сквозных» математических моделей, то есть методического, математического и программного обеспечения для прогнозирования и управления качеством промышленной продукции. Это составляет основу АСНИ, которая должна проводиться на промышленном предприятии как 
первый этап внедрения любой автоматизированной системы и, тем не менее, на практике является наиболее 
«узким» местом. 

Для построения математических моделей использован известный в кибернетике принцип «чёрного ящика». Этот метод применяется в тех случаях, когда не имея информации о существе, внутренней структуре 
процесса, для его математического описания используются лишь зависимости выходных параметров (показателей качества готовой системы) от входных (величин исходного сырья, составляющих компонентов, параметров ТП). 

Для построения математических моделей необходимо получение статистических оценок переменных, 
проведение корреляционного анализа (построение матрицы взаимных корреляций между параметрами процесса и признаками изделия), проведение множественного регрессионного анализа: построение уравнений 
линейной и нелинейной регрессии для всех показателей качества с автоматическим выбором параметров 
процесса по заданному уровню значимости (по критерию Стьюдента), проверка уравнений на адекватность 
(по критерию Фишера). 

В результате проведения расчётов по указанной методике имеем систему уравнений регрессии, связывающих показатели качества готового изделия с исходными входными параметрами и параметрами отдельных его операций и переходов. Полученные математические модели позволяют прогнозировать качество 
изделия по ходу ТП, подбирать наиболее оптимальные режимы проведения технологических операций. 

Но для управления технологическим процессом необходимо решение задачи оптимизации. Однако методы исследования операций, используемые при решении задач оптимизации, предполагают наличие одной 
целевой функции в каждой задаче, которая и является функцией качества или критерием оптимальности. 
Итак, целевая функция должна быть одна, но учитывать при этом все частные критерии качества. Поэтому 
при решении задач оптимизации необходимо сведение многокритериальной задачи к однокритериальной, то 
есть необходимо произвести свёртку векторного критерия. В результате получаем обобщённый критерий 
качества, который принимается за целевую функцию в решении задачи оптимизации и, следовательно, в 
управлении качеством промышленной продукции, т.е. в управлении сложным технологическим процессом. 

Логическим продолжением методики является формирование критериев управления производством 
(экономического критерия). Если учесть, что любой производственный процесс должен отвечать требованиям увеличения производительности при минимальных затратах и минимальной себестоимости продукции, 
то такой процесс характеризуется следующими целевыми функциями или критериями управления: энергоемкостью производства Э, производительностью труда П, трудоёмкостью Т и себестоимостью выпускаемой 
продукции С. 

Составляется система уравнений в частных производных для всех экономических критериев, разработка 
обобщённого критерия управления и его оптимизация. Показана общая схема управления производством на 
основе обобщённого критерия управления. 

102 

ЛИТЕРАТУРА 

1. Головицына М.В. Методология проектирования РЭС. - М.: МГОУ. 1993. - 232 с. 
2. Головицына М.В.Проектирование автоматизированных технологических комплексов. - М.: МГОУ. 2001. - 254 с. 
3. Головицына М.В. Информационные технологии проектирования РЭС. Курс лекций. - М.: Интернет-университет информационных технологий, 2008. - 431 с. 

4. Головицына М.В. Предварительная обработка производственной информации: сущность и необходимость // Информатизация образования и науки. - № 2 (6). - С. 103 - 112. 

5. Головицына М.В. Информационные технологии проектирования РЭС. Курс лекций. - 2-е изд., перера. и доп. - М.: 
Интернет-университет информационных технологий, 2010. - 632 с. 

103