Цифровая платформа поддержки процессов организационных систем

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении автоматического формирования, сохранения и передачи по назначению данных об объектах противодействующих процессов, являющихся в наблюдаемом периоде времени источниками негативного влияния на воспроизводство процессов организационных систем. Цифровая платформа поддержки процессов организационных систем содержит вычислительный комплекс, систему хранения данных, интерфейс оборудования, компьютеры, объединенные в компьютерную сеть, анализатор процессов, семантическую базу знаний, вход и выход; при этом внутренние входы и выходы вычислительного комплекса, системы хранения данных, компьютерной сети, анализатора процессов и семантической базы знаний соединены с соответствующими выходами и входами интерфейса оборудования; вход и выход цифровой платформы соединены с соответствующими входом и выходом интерфейса оборудования. 3 ил.

 

Настоящее техническое решение относится к вычислительным комплексам и компьютерным сетям с устройствами анализа процессов организационных систем.

Предметной областью являются цифровые платформы для информационной поддержки воспроизводства процессов организационных систем [1], в том числе:

процессов фундаментальных и прикладных научных исследований, проводимых научными учреждениями, образовательными организациями и прикладными научно-исследовательскими институтами с дисциплинами в различных областях знаний, отраслях экономики и сферах управления, с участием и в интересах других организационных систем - предприятий, организаций, учреждений, их подразделений и объединений [2];

процессов интегрированных систем управления, отличающихся кодами адресации [3, 4] и/или программными кодами [5-9];

процессов передачи информации в системах управления роботизированных систем с улучшенными показателями помехозащищенности [10, 11] и оперативности [12-15].

При этом информационная поддержка осуществляется в условиях негативного влияния противодействующих процессов, воспроизводимых в природной и антропогенной средах, и проявляемых в виде электромагнитного и других физических воздействий на данные, присущие процессам организационных систем.

Известны технические решения - Центр мониторинга устойчивости информационных систем [16] RU 130109U1 и Центр поддержки устойчивости информационных систем [17] RU 132227U1, которые обеспечивают сбор, обработку, анализ данных, формирование и выработку данных об устойчивости информационных систем [16], определение данных о проблемах в информационных системах, которые обусловлены негативным влиянием противодействующих процессов, проявляемых в виде неисправностей технических средств, ошибок программ, нерегламентированных действий субъектов [17]. Данные технические решения обеспечивают предотвращение инцидентов, обусловленных этими проблемами.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является Центр управления организационной системы [18] RU 127493U1, который, наряду с Системой ситуационно-аналитических центров организационной системы [19] RU 2533090C2 и Системой управления деятельностью организационных систем [20] RU 2595335C1 выполнены с возможностью реализации Способа поддержки деятельности организационной системы [21] RU 2532723C2. Центр управления организационной системы [18] содержит средства контроля с возможностью удаленного наблюдения объектов, которые влияют на состояние процессов деятельности организационной системы, средства связи, вычислительный комплекс, систему хранения данных, интерфейс оборудования и компьютеры, объединенные в компьютерной сети. Центр управления организационной системы [18] обеспечивает сокращение числа проблемных ситуаций за счет формирования и использования данных о сценариях решений по предотвращению прерываний в воспроизводстве процессов организационной системы.

Однако техническое решение [18] и другие аналоги [16, 17, 19, 20] заявляемого устройства, не обеспечивают в наблюдаемом периоде времени возможность автоматического определения объектов противодействующих процессов, являющихся источниками негативного влияния на процессы организационной системы.

На основании изложенного выше и используя известные модели и методы когнитивного и инновационного управления [22, 23], разработано настоящее техническое решение - Цифровая платформа поддержки процессов организационных систем.

Технический результат, достигаемый заявляемым техническим решением, заключается в расширении функциональных возможностей поддержки процессов организационных систем за счет автоматического формирования, сохранения и передачи по назначению данных об объектах противодействующих процессов, являющихся в наблюдаемом периоде времени источниками негативного влияния на воспроизводство процессов организационных систем.

При этом в состав данных об объектах противодействующих процессов входят данные о сценариях сдерживания негативного влияния противодействующих процессов на объекты поддержки процессов организационных систем.

При описании технического решения используются известные и следующие понятия.

Объекты наблюдения - материальные объекты, нематериальные сущности, субъекты, процессы, каждый из которых оказывает влияние на способность воспроизводства одного или более процессов организационных систем, поддерживаемых цифровой платформой.

Объекты поддержки - объекты наблюдения, которые используют при воспроизводстве процессов организационных систем. Примеры таких объектов: вычислительные средства; устройства и системы хранения данных; устройства компьютерной сети и сетей передачи данных; другие аппаратные и программные средства, которые производят действия по сбору, обработке, анализу, передаче и отображению данных.

Объекты противодействующих процессов - объекты наблюдения, которые обеспечивают воспроизводство противодействующих процессов. При превышении фактическими показателями этих объектов их нормированных показателей данные объекты становятся источниками негативного влияния на объекты поддержки процессов организационных систем. Примеры таких объектов: устройства электромагнитного излучения; источники землетрясений, извержений, вредных выбросов. Объекты поддержки, находящиеся под воздействием источников негативного состояния, сами могут быть такими источниками для других объектов поддержки.

Семантическая база знаний - база данных, в которую передаются и в которой сохраняются структурированные данные о знании [18, с. 181]:

процессов организационных систем, объектов наблюдения;

физических, логических и иных связях между процессами и объектами наблюдения, между процессами, между объектами наблюдения;

нормированных и фактических показателях объектов наблюдения, их соотношениях, с привязкой их ко времени наблюдения.

Ниже приведено описание предлагаемого технического решения, причем, организационные системы, процессы которых поддерживаются техническим решением:

оснащены средствами контроля, размещенными в объектах наблюдения в контролируемом пространстве и/или вне объектов наблюдения, с возможностью наблюдения над ними;

передача данных между организационными системами и Цифровой платформой осуществляется на базе магистральной сети передачи данных.

Заявляемая Цифровая платформа поддержки процессов организационных систем выполнена с возможностью достижения технического результата и содержит вычислительный комплекс, систему хранения данных, анализатор процессов, семантическую базу знаний, интерфейс оборудования, компьютеры, объединенные в компьютерную сеть, вход и выход. При этом внутренние входы и выходы вычислительного комплекса, системы хранения данных, анализатора процессов, семантической базы знаний и компьютерной сети соединены с соответствующими выходами и входами интерфейса оборудования. Вход и выход цифровой платформы соединены с соответствующими входом и выходом интерфейса оборудования.

Существенными отличительными признаками заявляемого технического решения являются анализатор процессов и семантическая база знаний, внутренние входы и выходы которых соединены с соответствующими выходами и входами интерфейса оборудования.

Один из вариантов осуществления изобретения состоит в том, что: вычислительный комплекс, система хранения данных, анализатор процессов, семантическая база знаний и компьютерная сеть обеспечивают обработку данных о допустимых и фактических показателях объектов поддержки процессов организационных систем и объектов противодействующих процессов, причем эти данные принимают в интерфейсе оборудования со входа цифровой платформы, соединенного с магистральной сетью передачи данных организационных систем;

результатом обработки данных является формирование, сохранение и передача по назначению через интерфейс оборудования, выход цифровой платформы и магистральную сеть передачи данных в организационные системы данных о сценариях выполнения работ по предотвращению проблем в среде объектов поддержки процессов организационной системы и данных о сценариях сдерживания негативного влияния противодействующих процессов на объекты поддержки процессов организационной системы.

Другой вариант осуществления изобретения состоит в том, что:

компьютеры обеспечивают формирование и передачу данных о допустимых показателях объектов поддержки процессов организационных систем и данных о сценариях выполнения работ по предотвращению проблем в среде объектов поддержки процессов организационной системы через интерфейс оборудования в систему хранения данных и сохраняют, обеспечивают формирование и передачу данных о допустимых показателях объектов противодействующих процессов и о сценариях сдерживания негативного влияния противодействующих процессов на объекты поддержки процессов организационной системы через интерфейс оборудования в семантическую базу знаний и сохраняют;

на вход цифровой платформы принимают данные из организационных систем о фактических показателях объектов поддержки процессов организационных систем и передают их через интерфейс оборудования в систему хранения данных, принимают данные из организационных систем о фактических показателях объектов противодействующих процессов и передают их через интерфейс оборудования в семантическую базу знаний и сохраняют;

вычислительный комплекс производит сравнительный анализ данных о допустимых и фактических показателях объектов поддержки каждого процесса организационных систем, определяет, при наличии в системе хранения данных, данные о сценариях выполнения работ по предотвращению проблем в среде объектов поддержки процессов организационных систем и передает их через интерфейс оборудования и выход цифровой платформы в соответствующую организационную систему для исполнения;

анализатор процессов производит сравнительный анализ данных о допустимых и фактических показателях объектов каждого противодействующего процесса, определяет, при наличии в семантической базе знаний, данные о сценариях сдерживания негативного влияния противодействующих процессов на объекты поддержки процессов организационных систем и передает их через интерфейс оборудования и выход цифровой платформы в соответствующую организационную систему для исполнения.

Сущность технического решения поясняется чертежами.

Фиг. 1 - Структурная схема Цифровой платформы поддержки процессов организационных систем.

Фиг. 2 - Структурная схема компьютерной сети.

Фиг. 3 - Общая структурная схема контрольно-технологической системы (КТС) крупного предприятия и Цифровой платформы поддержки процессов организационных систем (пример).

Цифровая платформа поддержки процессов организационных систем, структурная схема которой представлена на Фиг. 1, содержит следующие компоненты:

1 - вычислительный комплекс;

2 - система хранения данных;

3 - анализатор процессов;

4 - семантическая база знаний;

5 - интерфейс оборудования;

6 - компьютерная сеть;

7 и 8 - соответственно вход и выход цифровой платформы.

Компьютерная сеть 6, структурная схема которой представлена на Фиг. 2, содержит следующие компоненты:

6.1 - вход компьютерной сети;

6.2 - общая шина компьютерной сети;

6.3, …, 6.N-компьютеры в составе компьютерной сети 6;

7 и 8 - соответственно, вход и выход.

Описание работы Цифровой платформы (Фиг. 1) приводится с учетом ее целеполагания на поддержку процессов организационных систем, являющихся подразделениями или промышленными, транспортными объектами, филиалами, офисами крупного предприятия. При этом используется модель информационно-телекоммуникационной системы и следующие утверждение, понятия и условия [24]:

информационно-телекоммуникационные системы (ИТКС) являются материальной основой для обеспечения высокой степени качества управления в организационных системах любого масштаба;

контрольно-технологические системы (КТС) - информационные системы, которые образуются на базе ресурсов ИТКС для передачи информации, относящейся к решению задач оперативного управления техническими объектами и их контроля;

функциональная организационная структура - объединение субъектов в штатной организационной структуре предприятия, каждый из которых выполняет свои функции для решения общей для них и четко определенной, конкретной задачи.

В состав КТС (Фиг. 3) входят:

технические источники информации - датчики Д_1-1, …, Д_1-N1, осуществляющие автоматический контроль фактических показателей объектов наблюдения, их преобразование в данные и передачу их в Цифровую платформу;

субъективные источники информации - субъекты, оснащенные персональными компьютерами Д_n-1, …, Д_n-Nn для формирования данных о фактических показателях объектов наблюдения и передачу их в Цифровую платформу;

функциональная организационная структура - субъекты организационной системы,

оснащенные персональными компьютерами и выполняющие работы, в том числе, в соответствии с поступающими из Цифровой платформы данными о сценариях предотвращения проблем в среде объектов поддержки процессов организационной системы и данными о сценариях сдерживания негативного влияния противодействующих процессов на объекты поддержки процессов организационной системы.

Промышленная реализация компонентов Цифровой платформы (Фиг. 1, Фиг. 2) может быть осуществлена на основе компьютерных алгоритмов и средств, описанных в технических решениях, реализующих прототип [18].

В части внешних связей Цифровой платформы - путем наращивания пула интерфейсов с внешними государственными и коммерческими информационными системами, организационно-техническими комплексами, осуществляющими процессы сбора, обработки, хранения и предоставления данных об объектах природной, антропогенной среды и значений их показателей, которые могут оказывать негативное влияние на объекты поддержки процессов организационной системы. Результатом такого взаимодействия является получение данных о допустимых и фактических показателях противодействующих процессов и ввод этих данных в состав данных семантической базы знаний о каждом объекте поддержки, на который эти противодействующие процессы оказывают или могут оказывать негативное влияние. Спецификация интерфейсов определяется в соответствии с требованиями операторов взаимодействующих информационных систем.

Ввод данных об объектах наблюдения - объектов поддержки и объектов противодействующих процессов, в систему хранения данных и в семантическую базу знаний, обработка данных в соответствии с приведенным описанием технического решения осуществляется с помощью инструментов известных программных приложений по управлению процессами информационных технологий. Так, формирование, хранение и использование данных в системе хранения данных и в семантической базе знаний может производиться, например, на базе промышленно выпускаемых специализированных программ, например, программного комплекса [25]. В качестве логической основы для подготовки данных могут быть применены процесс управления конфигурациями базы данных конфигурационных единиц, процесс сканирования и процесс инвентаризации инфраструктуры. Описание этих процессов приведено в работе [26].

Примеры организационно-технических комплексов, которые могут быть поставщиками данных о фактических и допустимых показателях противодействующих процессов:

Система автоматического контроля - комплекс технических средств, обеспечивающих «автоматические измерения и учет показателей выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ, фиксацию и передачу информации о показателях выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду» (Федеральный закон №252-ФЗ с изменениями от 29.07.2018);

Единая система государственного экологического мониторинга, включающая в себя подсистемы государственного мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды, атмосферного воздуха, радиационной обстановки, водных объектов и биологических ресурсов, морских вод, территориального моря, исключительной экономической зоны и континентального шельфа РФ, другие подсистемы (Федеральный закон №331-ФЗ с изменениями от 21.11.2011);

Геоинформационная система электромагнитной безопасности, которая позволяет осуществлять мониторинг и расчетное прогнозирование электромагнитной обстановки как для отдельных излучающих технических средств, так и для комплексов излучателей на больших территориях (Научно - исследовательская лаборатория электромагнитного мониторинга, http://nilem.ru/).

Благодаря использованию представленного технического решения, может быть повышена не только эффективность информационной поддержки процессов организационных систем, но и эффективность самих этих процессов и деятельности организационных систем, в целом.

Повышение эффективности достигается за счет расширения функциональных возможностей, достигаемых применением данного технического решения, которое обеспечивает предотвращение проявления проблемных ситуаций, обусловленных увеличивающимся негативным влиянием со стороны противодействующих процессов.

Эффективность достигается, прежде всего, использованием:

выполняемых компонентами Цифровой платформы операций в их единстве, увязке и в зависимости от соотношения фактических и допустимых показателей противодействующих процессов и соотношения фактических и допустимых показателей объектов поддержки процессов организационных систем;

предварительно построенных и эволюционно накапливаемых в процессе реализации способа множеств данных о сценариях сдерживания негативного влияния противодействующих процессов в их увязке с возможными проявляемыми ситуациями в среде деятельности организационной системы и во внешней среде.

Применение предлагаемого технического решения, например, при проектировании телекоммуникационной основы перспективной системы управления робототехническими системами позволит проводить когнитивный анализ состояния объектов поддержки, находящихся под комплексным воздействием противодействующих процессов и с учетом трех видов факторов различной природы: организационного, организационно-технического, технико-технологического характера. Так в работе [27] иллюстрируется взаимосвязь этих факторов и запускаемых ими процессов, которые, в свою очередь, проявляются во взаимодействии между собой и приводят к изменению свойств телекоммуникационной основы системы управления. Следствием этого является изменение свойств системы управления и обоснование приоритетности необходимых мер по предотвращению проявлений негативного влияния на процессы организационной системы.

Основным качественным положительным эффектом для существующих организационных систем - ведомств, учреждений, предприятий от технического результата, достигаемого применением предложенного технического решения, является повышение их производительности, т.е. увеличение числа выполняемых штатных работ в единицу времени при заданных топологии их организационных структур и штатном расписании.

Источники

[1] Zatsarinnyy А.А., Shabanov А.Р. Methods of Computer Simulation Based on Shared Digital Platform // CEUR Workshop Proceedings. 2019, vol. 2426, pp. 17-23. http://ceur-ws.org/Vol-2426/paper3.pdf.

[2] Zatsarinnyy A.A., Shabanov A.P. Model of a Prospective Digital Platform to Consolidate the Resources of Economic Activity in the Digital Economy. Proceedings of the 13th International Symposium "Intelligent Systems 2018" (INTELS'18). 2019, vol. 150, pp. 552-557. DOI: 10.1016/j.procs.2019.02.092.

[3] RU 160257 U1, G06F 7/76, G05B 19/00, опубл. 10.03.2016, бюл. №7.

[4] RU 2618366 C1, G06F 7/76, H04L 29/02, опубл. 03.05.2017, бюл. №13.

[5] RU 2630393 C1, G06F 7/76, опубл. 07.09.2017, бюл. №25.

[6] RU 167247U1, G06F 7/76, G06F 9/315, опубл. 27.12.2016, бюл. №36.

[7] RU 165924U1, G06F 7/76, G05B 19/00, опубл. 10.11.2016, бюл. №31.

[8] RU 165993U1, G06F 7/76, опубл. 10.11.2016, бюл. №31.

[9] RU 2631147С1, G06F 7/76, опубл. 19.09.2017, бюл. №26.

[10] RU 2560820C2, G06F 7/76, опубл. 20.08.2015, бюл. №23.

[11] RU 140887U1, G05B 19/00, B25J 5/00, B25J 13/00, опубл. 20.05.2014, бюл. №14.

[12] RU 2638732C1, G06F 7/76, опубл. 15.12.2017, бюл. №35.

[13] RU 2640332C1, G05B 19/02, G06F 7/76, опубл. 27.12.2017, бюл. №36.

[14] RU 168558U1, H04L 29/02, Н03М 7/30, опубл. 08.02.2017, бюл. №4.

[15] RU 168557U1, H04L 29/02, опубл. 08.02.2017, бюл. №4.

[16] RU 130109U1, G06F 21/50, опубл. 10.07.2013, бюл. №19.

[17] RU 132227U1, G06F 15/00, опубл. 10.09.2013, бюл. №25.

[18] RU 127493U1, G05B 19/00, опубл. 27.04.2013 г., бюл. 12.

[19] RU 2533090C2, G05B 19/00, опубл. 20.11.2014, бюл. №32.

[20] RU 2595335C1, G05B 19/00, опубл. 27.08.2016, бюл. №24.

[21] RU 2532723C2, G05B 19/00, опубл. 10.11.2014, бюл. №31.

[22] Зацаринный А.А., Шабанов А.П. Модели и методы когнитивного управления ресурсами цифровой платформы // Системы управления, связи и безопасности. 2019. №1. С.100-122.

[23] Шабанов А.П. Инновационное управление цифровыми платформами в экономике знаний // Системы управления, связи и безопасности. - 2018. - №3. - С. 106-135. [24] Зацаринный А.А., Шабанов А.П. Управление инфокоммуникационными проектами: «своевременность - производительность - информация» // Информатика и ее применения. 2011. Т. 5. Вып.4. С. 51-58.

[25] «ВМС Atrium». // http://www.bmc.com/products/atrium/atrium.html.

[26] Зацаринный А.А., Шабанов А.П. Ситуационные центры: информация - процессы - организация // Электросвязь, 2011, №6, с. 42-46.

[27] Зацаринный А.А., Козлов С.В. Алгоритм много процессного моделирования целевых и противодействующих процессов жизненного цикла высокотехнологичных систем управления // Информатика: проблемы, методология, технологии: сборник материалов XIX международной научно-методической конференции. - Воронеж: Издательство «Научно-исследовательские публикации», 2019. С. 1128-1137.

Цифровая платформа поддержки процессов организационных систем, характеризующихся наличием магистральной сети передачи данных и средств контроля, размещенных в объектах наблюдения в контролируемом пространстве и/или вне объектов наблюдения, с возможностью наблюдения над ними, содержащая вычислительный комплекс, систему хранения данных, интерфейс оборудования, компьютеры, объединенные в компьютерную сеть, вход и выход, при этом внутренние входы и выходы вычислительного комплекса, системы хранения данных и компьютерной сети соединены с соответствующими выходами и входами интерфейса оборудования, вход и выход цифровой платформы соединены с соответствующими входом и выходом интерфейса оборудования, отличающаяся тем, что содержит анализатор процессов и семантическую базу знаний, внутренние входы и выходы которых соединены с соответствующими выходами и входами интерфейса оборудования, и обеспечивает обработку данных о допустимых и фактических показателях объектов поддержки процессов организационных систем и объектов противодействующих процессов, причем эти данные принимают в интерфейсе оборудования со входа цифровой платформы, соединенного с магистральной сетью передачи данных организационных систем; результатом обработки данных является формирование, сохранение и передача по назначению через интерфейс оборудования, выход цифровой платформы и магистральную сеть передачи данных в организационные системы данных о сценариях выполнения работ по предотвращению проблем в среде объектов поддержки процессов организационной системы и данных о сценариях сдерживания негативного влияния противодействующих процессов на объекты поддержки процессов организационной системы, при этом компьютеры в составе компьютерной сети обеспечивают формирование и передачу данных о допустимых показателях объектов поддержки процессов организационных систем и данных о сценариях выполнения работ по предотвращению проблем в среде объектов поддержки процессов организационной системы через интерфейс оборудования в систему хранения данных и сохраняют, обеспечивают формирование и передачу данных о допустимых показателях объектов противодействующих процессов и о сценариях сдерживания негативного влияния противодействующих процессов на объекты поддержки процессов организационной системы через интерфейс оборудования в семантическую базу знаний и сохраняют; на вход цифровой платформы принимают данные из организационных систем о фактических показателях объектов поддержки процессов организационных систем и передают их через интерфейс оборудования в систему хранения данных, принимают данные из организационных систем о фактических показателях объектов противодействующих процессов и передают их через интерфейс оборудования в семантическую базу знаний и сохраняют; вычислительный комплекс производит сравнительный анализ данных о допустимых и фактических показателях объектов поддержки каждого процесса организационных систем, определяет, при наличии в системе хранения данных, данные о сценариях выполнения работ по предотвращению проблем в среде объектов поддержки процессов организационных систем и передает их через интерфейс оборудования и выход цифровой платформы в соответствующую организационную систему для исполнения; анализатор процессов производит сравнительный анализ данных о допустимых и фактических показателях объектов противодействующих процессов, определяет, при наличии в семантической базе знаний, данные о сценариях сдерживания негативного влияния противодействующих процессов на объекты поддержки процессов организационной системы и передает их через интерфейс оборудования и выход цифровой платформы в соответствующую организационную систему для исполнения.