Реферат: Б. В. Патраманский, В. Е. Лоскутов, Ю. А

Б.В. Патраманский, В.Е. Лоскутов, Ю.А. Дергаусов,

Я.А.Хетагуров1, В.А. Хайченко2

Научно-производственное объединение «СПЕЦНЕФТЕГАЗ», Москва

1Моринформсистма «Агат», Москва. Московский инженерно-физический

институт (государственный университет), Москва

2Научно-производственная фирма ООО «СКИБР», Мытищи МО


Диагностика трубопроводов различного

назначения с помощью цифоровых устройств

с самоконтролем, И – элементов

человеко-машинной системы


С целью создания высокоэффективных технологий контроля трубопроводов предлагается разработать комплексную систему повышения эффективности работ людей, принимающих участие по всей технологической цепочке. Начиная: от подготовительных работ, включая очистку от посторонних предметов и загрязнений; диагностических операций и контроля полученных результатов, а также последующего принятия организационных и других решений, с обязательным контролем и оценкой результатов включая работу офисов. Это работа на перспективу.

Предполагается поэтапное создание и развитие комплексной системы контроля технологических операций диагностики и сбора информации в процессе выполнения работ. При этом в системе осуществляется самоконтроль аппаратуры на основе нового метода кодирования информации.

Применение микропроцессора и контроллеров с самоконтролем, реализованных на БИС, даёт возможность создать различные системы контроля и диагностики. Можно создавать вычислительные структуры для построения интеллектуальных устройств, которые в комплексе будут учитывать проблемные ситуации по сбору, накоплению, обработке и принятию оптимальных решений, связанных с ЛПР (Лицом, принимающим решения).

Микропроцессор с самоконтролем обеспечит безопасность, достоверность выдаваемых данных, и сокращает потребления энергии до шести раз.

Он построен на применении недвоичной системы контроля 1 из 4. Время выполнения арифметических операций при одинаковой элементной базе и структурных решениях, получается более чем 1,3-1,5 раз меньше, чем у микропроцессоров (МП) с двоичным кодированием при одинаковой точности вычисления из-за уменьшения в два раза количества разрядов в цепочке переноса. Контроль работы частей вычислительной машины (арифметического устройства, устройства управления, устройства обмена, памяти) производится для каждого разряда МП. Это обеспечивает возможность независимого схемного и конструкторского представления для резервирования.

Резервированные МП при одинаковом объеме аппаратуры обеспечивает повышение надёжности ВМ во многие разы выше (5-10 раз) чем ВМ с двоичным кодом. При таком построении «системы на кристалле» обеспечивается минимальное увеличение аппаратуры контроля и резервирования.

Таким образом, по комплексной оценке МП с самоконтролем в 7-18 раз эффективнее, чем ныне существующий сверхсовременный МП иностранного производства с двоичным кодированием при одинаковой точности вычислений. Причем изготовление названного микропроцессора может осуществляться на базовой БИС, освоенном ОАО «Ангстрем».

Особенность рассматриваемого МП заключается в реализации: аппаратурной привязки программы к сигналам времени; автоматическому выполнению программы контрольной точки (проверка совпадения контрольных значений и повторения проверок), по переходу к частному алгоритму и др., что практически исключило ОС (операционную систему) и повысило быстродействие МП при решении задачи в 7-18 раз относительно МП двоичного кодирования широкого применения.

Структура построения и организация программ решения алгоритмов вычислительных устройств предусматривает защиту от внедрения и воздействия вирусов на работу системы.

Для сокращения затрат времени при создании программного обеспечения предусмотрен компилятор, формирующий машинную программу на основании инструкции «Правила представления алгоритмов» т.о. сокращается роль программиста в процессе создания программ. Программа компилятора реализована на персональных вычислительных машинах.

Введение самоконтроля в вычислительных системах практически исключает требования по повышению быстродействия микропроцессора при мажоритарном методе контроля и существенно уменьшает объем аппаратуры. Использование специальных команд в микропроцессоре исключает необходимость операционной системы, что приводит к увеличению быстродействия для выполнения программ алгоритмов интеллектуального снаряда диагностики труб.

Кроме решения конкретных задач НПО «СПЕЦНЕФТЕГАЗ» по внутритрубному контролю создание новой элементной базы на основе предложенного МП с самоконтролем позволит решать некоторые вопросы безопасности страны, развитие промышленности России, подготовки кадров, а также надёжности и эффективности систем реального времени (СРВ) в различных областях народного хозяйства, включая банки России. Но особое значение этот процессор имеет для оборонной промышленности России.

Современные подходы по использованию иностранных микропроцессорных и контроллерных средств для решения задач в системах военного назначения таят в себе большие вредоносные проблемы. Это своего рода «троянский конь», роль которого стала только проявляться и не все руководители, особенно высокого ранга, видят этот вред. А некоторым возможно и платят, чтобы его не видели. А вред от использования на вооружении такой техники может быть губителен для России и для её народа. Поэтому предложенная элементная база микропроцессорной техники позволит России приобрести независимость в этой области и укрепить могущество, избавившись от назойливых маркетологов в области перевооружения, и позволит развивать Российскую промышленность, которая ещё не полностью избавлена недальновидными работниками от интеллектуального задела, и который ещё не полностью утрачен в России.

Автоматический сбор информации и контроль её достоверности, сопоставление с ранее полученной информацией и технологиями её обработки позволят соединить СРВ с вычислительными системами общего назначения. Это в свою очередь позволят автоматизировать технологии выполнения работ, приведут их к требованиям стандартов, например ISO 9000. В этом случае качественно выполненные объекты будут заменяться качественно выполненной работой на каждом рабочем месте. А информативность и автоматизированные методы сбора, хранения, анализа и сопоставления информации с текущими работами и одновременной привязкой к людям которые их выполняют. Это позволит создавать механизмы повышения рентабельности работ. При этом будет повышаться персональная ответственность каждого работника, а в случае получения дополнительных прибылей – они будут реализовываться с помощью механизмов автоматического вознаграждения за выполненную людьми работу.

В последующем накопленный интеллектуальный ресурс будет превращаться в частную интеллектуальную собственность, которая будет финансировать своих владельцев по мере спроса данного ресурса. Цена на эту интеллектуальную собственность позволит сформировать безналичный и безналоговый фонд интеллектуального развития (ФИР) личности. В этих подходах заключается суть социально-технических компьютерных решений. Эта работа нашла своё отражение в научных разработках и выражается в написании кандидатской диссертации, которая осуществляется под научным руководством академика РАН (Российская академия надёжности) и МАИ (Международная академия информатизации) Хетагурова Ярослава Афанасьевича.

Консультируют эти работы профессионалы Координационного Совета по связям практики, науки и власти. Это: профессор МИФИ, руководитель технического направления – Попов Юрий Алексеевич; профессор ЦЭМИ РАН, руководитель экономического направления – Глазырин Михаил Васильевич; профессор университета природы, общества и человека (Наукоград Дубна), руководитель устойчивого развития – Большаков Борис Евгеньевич; известный политик России – Селезнёв Геннадий Николаевич; экспериментально-практическое направление консультируют и оказывают практическую поддержку: к.э.н. Фендриков А.А. – генеральный директор Управляющей компании ОАО «Тихорецкий машиностроительный завод им. В.В. Воровского»; генеральный директор, руководитель центра новых технологий – Сурков Е.А.; представитель инвестора мегапроектов Зауралья – Мельниченко С.Б.

Завершающим звеном диагностических систем будет производиться создание элементов человеко-машинной системы, которая будет накапливать универсальные базы знаний и полученной информации в процессе диагностики, а также методов её обработки и механизмов принятия решений. Будет формироваться некий компьютерный ресурс, который позволит личности формировать из этого ресурса комплексную производительную силу коллективов предприятия и направлять её на решение текущих задач незначительными организационными и управленческими усилиями, так как решаться эти задачи будут в автоматизированном режиме. В свою очередь здесь решается две проблемы: автоматизация процессов производства наукоёмких изделий и алгоритмическое формирование механизмов, предусматривающих накопление успешных решений задач в процессе эксплуатации созданной диагностической системы.

Профессиональные задачи диагностики будут решать созданные человеко-аппаратные комплексы, алгоритмы которых обеспечат достижение целей путём совместной деятельности человека, аппаратуры, машин и механизмов. Внедрённая микропроцессорная техника позволит решать задачи путем алгоритмического анализа не только аппаратурной части, но и анализа многосложных ситуаций и особенностей личностей, выполняющих текущую работу. Программно-технологические комплексы, в этом случае, предоставят возможность специалистам принимать ответственные решения, обеспечив их всесторонней информацией и сформировав поле для развития интеллекта каждого работника.

Это интеллектуальный подход. Он отличается от технологического тем, что интеллектуальные человеко-машинные системы также решают технологическую задачу, но по умолчанию. Всё остальное делает человек но с предоставлением со стороны системы расширенных возможностей при внедрении которых, ему оплачивается дополнительное вознаграждение из ФИР. Одновременно с этим система оценивает два независимых процесса, а именно:

функционирование техники (алгоритмическо-аппаратный процесс);

учёт интеллектуальных особенностей работников и последующей их материализацией. Предоставляется возможность накапливать в системе алгоритмы сбора и обработки информации, а затем использовать их для успешного решения стоящих задач.

Такая постановка задачи возможна в случае создания и внедрения человеко-машинной «Социально-Технической Компьютерной Системы» (СТКС). В этом случае техника работает на человека, который решает поставленную задачу не только с позиций заложенных в технике научно-исследовательскими разработками функций, но и с позиций опыта, который постоянно будет накапливаться системой как интеллектуальный ресурс коллектива. Эти задачи решают интеллектуальные технологии человеко-машинных систем, предложения по которым в данной работе не представляются.