RU2701843C2

RU2701843C2 - Способ обоснования стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов вооружения и военной техники группировки противовоздушной обороны

Info

Publication number: RU2701843C2
Application number: RU2017137227A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Пахомов
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2019-10-01
Also published as: RU2017137227A; RU2017137227A3

Abstract

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении определения оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов вооружения и военной техники ВВТ группировки противовоздушной обороны ПВО. Способ содержит этапы, на которых: вводятся и записываются исходные для заполнения соответствующих баз данных; формируются параметры прогнозных значений сценариев динамики изменения ограничений по управляющему воздействию на образцы ВВТ группировки ПВО в течение периода планирования; производится ранжирование образцов ВВТ группировки ПВО по приоритетности; на основе использования комплекса имитационных моделей динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки ПВО и блока оптимизации на основе генетических алгоритмов производится моделирование динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки ПВО в течение заданного периода планирования, полученные результаты моделирования обрабатываются; производится оценка результатов и выбор наилучшей стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к автоматизированным системам поддержки принятия решений, и может быть использовано в процессе программно-целевого планирования и управления развитием образцов вооружения и военной техники (ВВТ) группировки противовоздушной обороны (ПВО).

Технический результат заключается в обеспечении определения оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО и расширение арсенала технических средств для повышения эффективности программно-целевого планирования и управления развитием системы вооружения за счет реализации способа и устройства определения оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО.

Предлагаемый способ и реализующее его устройство могут быть использованы в процессе решения задач программно-целевого планирования и управления развитием системы вооружения группировок войск.

Известны способы [1-5], которые основаны на методологии программно-целевого планирования и управления развитием системы вооружения и позволяют формировать предложения в долгосрочные программы и планы развития различных систем вооружения, в том числе и системы вооружения группировки войск ПВО, однако сущность применяемых подходов заключается в использовании математического аппарата теории массового обслуживания и экспертных методов, что значительно сужает функциональные возможности и область применения данных методов. Недостатком использования экспертных методов в процессе программно-целевого планирования и управления развитием системы вооружения группировки ПВО является необходимость привлечения высококвалифицированных экспертов, которые могут формализовать сложные взаимосвязи между динамикой изменения совокупности свойств образцов ВВТ группировки ПВО в течение периода планирования и измеряемыми на текущий момент параметрами образцов системы вооружения рассматриваемой группировки ПВО. В связи с этим современные условия реализации неавтоматизированного процесса программно-целевого планирования и управления развитием системы вооружения группировки ПВО характеризуется необходимостью привлечения значительных трудо- и время затрат. Кроме того, отсутствие формализованного инструмента прогнозирования технического состояния образцов ВВТ группировки ПВО в условиях динамичности и неопределенности исходных данных не может гарантировать высокую достоверность и точность прогноза на значительный интервал времени для долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого количественного и качественного состояния образцов ВВТ группировки ПВО. Указанные факторы в совокупности значительно снижают эффективность программно-целевого планирования и управления развитием системы вооружения группировки ПВО. Кроме того, анализ существующей методологии программно-целевого планирования и управления развитием системы вооружения показывает, что в настоящее время не известен способ обоснования стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО.

Известно устройство выбора варианта согласованных действий группировок ПВО [6]. В его состав входят база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний. Устройство предназначено для повышения эффективности управления группировками ПВО в ходе отражения удара средств воздушно-космического нападения (СВКН).

Недостатком данного технического решения является узкие функциональные возможности, поскольку устройство предназначено для автоматизации процессов выбора варианта согласованных действий группировок ПВО процессов формирования вариантов действий по СВКН, оценки эффективности воздействия по СВКН при различных вариантах действий, оценки временного баланса на реализацию различных вариантов действий по СВКН, оценки стоимости средств поражения, расходуемых на уничтожение СВКН, определения варианта согласованных действий, формирования управляющей информации для комплексов средств автоматизации (КСА) КП группировок ПВО.

Известно устройство определения огневых средств ПВО, требующих согласования действий [7]. В его состав входят база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний. Устройство предназначено для повышения эффективности управления группировками ПВО в ходе отражения удара средств воздушно-космического нападения (СВКН).

Недостатком данного технического решения является узкие функциональные возможности, поскольку устройство предназначено для автоматизации процессов определения огневых средств ПВО, требующих согласования действий, процессов контроля назначенных воздействий, прогнозирования траекторий СВКН, построения аппроксимированных обобщенных зон поражения (АОЗП) группировок ПВО, выявления пересечения АОЗП группировок ПВО и зон ответственности группировок ПВО прогнозируемой траекторией СВКН, выявления пересечения зон поражения огневых средств группировок ПВО прогнозируемой траекторией СВКН, оценки возможностей огневых средств группировок ПВО по поражению СВКН.

Известен способ и устройство выбора рациональной стратегии в боевых действиях группировок сторон с однородными боевыми средствами [8], предназначенные для повышения точности обработки информации в процессе выбора рациональной стратегии (PC) при неполноте разведывательной информации о координатах боевых средств (БСр) группировок сторон. В состав устройства входят блок управления, блок ввода и хранения исходных данных, блок рекомендаций и определения остатков боевых средств группировок сторон, блок визуализации.

Недостатком способа служит невозможность определения рациональной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния системы вооружения группировки противовоздушной обороны.

Известно устройство для определения параметров стратегии технического обслуживания средств системы [9], в состав которого входят блоки памяти, сдвиговый регистр, элементы задержки, вентили, ждущий мультивибратор, схемы ИЛИ, накапливающие сумматоры, блоки нелинейностей, триггеры, блоки умножения, блоки деления, интеграторы, вычитатели, компаратор и счетчики.

Устройство обеспечивает повышение точности за счет учета разности значений интенсивности отказов средств при изменении режима их функционирования и предназначено для использования в научных исследованиях и практике эксплуатации технических систем для определения периодов обслуживания, обеспечивающих требуемую готовность средств системы к применению и ритмичность их технического обслуживания.

Недостатком данного устройства является ограниченная область применения, которая ограничена изделиями, не входящими непосредственно в состав системы вооружения группировки противовоздушной обороны.

Известны способ и устройство выбора стратегии целераспределения по групповым объектам [10]. Устройство выбора стратегии целераспределения по групповым объектам содержит коммутатор и четыре блока памяти, блок управления, два блока сравнения, три арифметических блока, блок визуализации, блок умножения и блок логики, блок визуализации, выходы блока управления соединены с управляющими входами всех блоков. Устройство предназначено для использования командным составом Вооруженных Сил в процессе его обучения и переучивания, проведения командно-штабных учений и непосредственно для планирования групповых боевых действий (ГБД).

Недостатком данного устройства является ограниченная область применения которая ограничена процессами обработки входной информации о характеристиках боевых средств, ее преобразовании, выбора необходимой стратегии, формирования критериев противоборства с выявлением результатов боевых действий, оценки своих потерь и нанесенного противнику ущерба, оценки влияния наличия и отсутствия разведки о координатах боевых средств на результаты боевых действий, выявления ситуаций, при которых выбор стратегии не дает боевого эффекта.

Известна программа прогнозирования технического состояния вооружения, военной и специальной техники [11] в которой производится расчет данных, позволяющих определить момент выхода значения параметров, характеризующих техническое состояние объекта ВВСТ за пределы области допустимых значений.

Расчет проводится при помощи девяти методов прогнозирования: нейросетевого метода; метода покоординатного спуска; метода градиентного спуска; метода Нелдера-Мида; методом Хука-Дживса; при помощи генетического алгоритма; методом Бройдена-Флетчера-Гольдфарба-Шанно; методом главных компонент; на основе надежной линейной модели (RLM). Полученные в результате вычислений данные позволяют определить момент выхода значения параметров, характеризующих техническое состояние объекта за пределы области допустимых значений.

Недостатком указанного технического решения является узкая область ее применения и недостаточные функциональные возможности для прогнозирования динамики изменения состояния множества образцов вооружения, так как прогнозирование изменения состояния одного объекта осуществляется на основе аналитических методов, при этом не учитываются ограничения на управляющее воздействие.

Наиболее близким является изобретение, представляющее собой систему стратегического прогноза технического состояния объектов, преимущественно компьютерно-вычислительных систем [12], в состав которой входят блок данных по контролируемому объекту, система коррекции по цели прогноза и цели обратной связи, система формирования свойств контролируемого объекта на основе новых признаков, блок оценки развития свойств объектов, блок, моделирующий воздействующую на контрольный объект среду и блок-модель актуализации свойств о контролируемом объекте.

Система предназначена для повышения достоверности прогнозирования свойств, характеризующих техническое состояние контролируемого объекта за счет проведения сопоставления его характеристик с характеристиками объектов, аналогичных контролируемому объекту в режиме реального времени.

Недостатком описанной выше системы стратегического прогноза технического состояния объектов является ограниченная функциональность, сущность которой заключается в возможности проводит стратегический прогноз технического состояния преимущественно компьютерно-вычислительных систем, при этом для получения прогнозируемых параметров необходима информация о характеристиках объектов, аналогичных контролируемому объекту в режиме реального времени.

Известна система [13], в состав которой входит блок входных данных (БВД), блок моделирования (БМ), блок управления и контроля (БУК) и блок отображения и регистрации (БОР), причем управляющие входы-выходы блока управления и контроля БУК подключены к соответствующим входам-выходам блоков БВД, БМ и БОР, выходы БВД подключены к входу БМ и первому входу БОР, а выход БМ подключен ко второму входу БОР.

Известна система [14], в состав которой входит блок входных данных (БВД), блок моделирования (БМ), блок управления и контроля (БУК) и блок отображения и регистрации (БОР), блок формирования приоритетного перечня задач управления (БФЗ), блок формирования множества информационных ситуаций (БФИС), блок разработки вариантов методов решения задач управления (БРВ), блок формирования методов решения задач управления (БФМ), БВД включает базу данных по средствам воздушно-космического нападения и средствам воздушно-космической обороны (БД СВКН), базу данных по перечню задач комплексов средств автоматизации военного назначения (БД ИЗ), базу данных по характеристикам источников информации о средствах воздушно-космического нападения (БД ХИИ), базу данных функциональных зависимостей предметной области (БД ЗПО), БМ включает блок оценки эффективности вариантов методов решения задач управления (БОЭ), блок обработки результатов моделирования (БОРМ), блок выбора рациональных вариантов методов решения задач управления (БВРВ), причем выход 5 БВД соединен с входом 3 БФЗ, выход 4 БВД соединен с входом 3 БФИС, выход 3 БВД соединен с входом 4 БРВ, выход 1 БФЗ соединен с входом 2 БРВ, выход 4 БФЗ соединен с входом 3 БОР, выход 1 БФИС соединен с входом 3 БРВ, выход 4 БФИС соединен с входом 2 БОР, выход 5 БРВ соединен с входом 3 БМ и с входом 3 БФМ, выход 6 БРВ соединен с входом 1 БОР, выход 2 БМ соединен с входом 4 БФМ, выход 2 БФМ соединен с входом 5 БОР, управляющие входы-выходы БУК дополнительно подключены к соответствующим входам-выходам БФЗ, БФИС, БРВ и БФМ.

Известна система [15], содержащая блок входных данных (БВД), блок моделирования (БМ), блок управления и контроля (БУК), блок отображения и регистрации (БОР), согласно полезной модели, блок входных данных включает базу данных по элементам комплекса средств автоматизации командного пункта части противовоздушной обороны, базу данных по критериям качества функционирования элементов комплекса средств автоматизации командного пункта части противовоздушной обороны, базу данных по уровням важности критериев оценки качества функционирования элементов комплекса средств автоматизации командного пункта части противовоздушной обороны, блок моделирования включает формирователь модели 1-то критерия оценки качества функционирования различных вариантов элемента комплекса средств автоматизации командного пункта части противовоздушной обороны и оценки предпочтения между вариантами (i) по критерию (1), формирователь модели коэффициентов важности критериев (1) по каждому варианту (i), формирователь модели коэффициентов важности каждого критерия (1), формирователь модели показателя качества каждого из вариантов элемента комплекса средств автоматизации командного пункта части противовоздушной обороны.

Недостатком указанных известных систем [13-15] является невозможность их использования для автоматизированного решения задачи обоснования стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения. Указанные патенты [13-15], направленные на создание аппаратуры для перспективного комплекса средств автоматизации военного назначения, обеспечивающей решение различных задач управления в перспективном комплексе средств автоматизации военного назначения, не устраняют выявленные недостатки и не решают сформулированную задачу.

С учетом этих и других проблем, существует потребность в разработке способа обоснования стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния системы вооружения группировки ПВО и устройства для его реализации, которые позволили бы устранить отмеченные недостатки.

Целью изобретения является получение оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО, реализация которой обеспечивает достижение с минимальными затратами требуемого состояния группировки ПВО в течение заданного периода планирования.

Для достижения цели изобретения предлагается использовать способ и реализующее его устройство для определения оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО, которые основаны на комплексном использовании методов имитационного моделирования сложных технико-экономических систем и эволюционных методов оптимизации на основе генетических алгоритмов.

Таким образом, предложенное изобретение направлено на решение такой задачи, как обеспечение определения оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО и расширение арсенала технических средств для повышения эффективности программно-целевого планирования и управления развитием системы вооружения за счет реализации способа и устройства определения оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО.

Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что устройство обоснования стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО содержащее блок входных данных (БВД), блок моделирования (БМ), блок управления и контроля (БУК) и блок отображения и регистрации (БОР), в состав устройства дополнительно включены блок формирования сценариев динамики изменения ограничений по управляющему воздействия на образцы ВВТ группировки (БФС); блок ранжирования образцов ВВТ группировки по приоритетности (БРО); блок оценки результатов моделирования и выбора рациональной стратегии (БОВС); БВД включает базу данных по тактико-технико-экономическим характеристикам образцов ВВТ группировки (БД ТТЭХ); базу данных по показателям текущего технического состояния образцов ВВТ группировки (БД ТСП); базу данных по ресурсным возможностям предприятий промышленности оборонно-промышленного комплекса в части реализации мероприятий по обеспечению оснащенности и исправности образцов ВВТ группировки (БД ОПК); базу данных по вероятностным характеристикам надежности образцов ВВТ группировки (БД ВХН); БМ включает комплекс имитационных моделей динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки (КИМ); блок оптимизации на основе генетических алгоритмов (БГА); блок обработки результатов моделирования (БОРМ), причем выход 4 БВД соединен со входом 3 БФС, выход 3 БВД соединен со входом 2 БРО, выход 1 БФС соединен с входом 4 БМ, выход 2 БФС соединен с входом 2 БОР, выход 3 БРО соединен с входом 3 БМ, выход 4 БРО соединен с входом 3 БОР, вход 3 БОВС соединен с выходом 2 БМ, выход 2 БОВС соединен с входом 5 БОР, управляющие входы-выходы БУК дополнительно подключены к соответствующим входам-выходам БФС, БРО и БОВС.

Это в свою очередь позволяет решить поставленную задачу, а именно обеспечить определение оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО и расширение арсенала технических средств для повышения эффективности программно-целевого планирования и управления развитием системы вооружения за счет реализации способа и устройства определения оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства для решения задачи обоснования стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния системы вооружения группировки ПВО (фиг. 1).

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1 - блок входных данных (БВД);

2 - блок моделирования (БМ);

3 - блок управления и контроля (БУК);

4 - блок отображения и регистрации (БОР);

5 - блок формирования сценариев динамики изменения ограничений по управляющему воздействия на образцы ВВТ группировки ПВО (БФС);

6 - блок ранжирования образцов ВВТ группировки ПВО по приоритетности (БРО);

7 - блок оценки результатов моделирования и выбора рациональной стратегии (БОВС);

8 - база данных по тактико-технико-экономическим характеристикам образцов ВВТ группировки ПВО (БД ТТЭХ);

9 - база данных по показателям текущего технического состояния образцов ВВТ группировки ПВО (БД ТСП);

10 - база данных по ресурсным возможностям предприятий промышленности оборонно-промышленного комплекса в части реализации мероприятий по обеспечению оснащенности и исправности образцов ВВТ группировки ПВО (БД ОПК);

11 - база данных по вероятностным характеристикам надежности образцов ВВТ группировки ПВО (БД ВХН);

12 - комплекс имитационных моделей динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки ПВО (КИМ);

13 - блок оптимизации на основе генетических алгоритмов (БГА).

14 - блок обработки результатов моделирования (БОРМ).

БВД (1) предназначен для хранения в соответствующих базах данных информации по тактико-технико-экономическим характеристикам образцов ВВТ группировки ПВО группировки ПВО, по показателям текущего технического состояния образцов ВВТ группировки ПВО, по ресурсным возможностям предприятий промышленности оборонно-промышленного комплекса в части реализации мероприятий по обеспечению оснащенности и исправности образцов ВВТ группировки, по вероятностным характеристикам надежности образцов ВВТ группировки ПВО.

БВД (1) включает: базу данных по тактико-технико-экономическим характеристикам образцов ВВТ группировки ПВО (8), предназначенную для хранения информации о тактико-технико-экономических показателях образцов ВВТ группировки ПВО, которая по каждому типу ВВТ группировки ПВО включает в свой состав данные о наименовании и шифре образца, назначение образца, показатели боевых возможностей, массовые и габаритные характеристики, гарантийный срок службы, назначенный срок службы до капитального ремонта, назначенный срок службы до списания, стоимость производства, стоимость ремонта и т.д.; базу данных по показателям текущего технического состояния образцов ВВТ группировки ПВО (9), предназначенную для хранения информации о текущем техническом состояния образцов ВВТ группировки ПВО, которая по каждому образцу ВВТ группировки ПВО включает в свой состав данные о годе выпуска, дислокации, израсходованном ресурсе, сроке службы, дату и тип проведенных мероприятий технического обеспечения, и т.д.; базу данных по ресурсным возможностям предприятий промышленности оборонно-промышленного комплекса в части реализации мероприятий по обеспечению оснащенности и исправности образцов ВВТ группировки ПВО (10), предназначенную для хранения информации о ресурсных возможностях предприятий промышленности, которая по каждому типу ВВТ группировки ПВО включает в свой состав данные о предприятиях промышленности, осуществляющих реализацию мероприятий по обеспечению оснащенности и исправности образцов ВВТ группировки ПВО, объемы примышленного производства образцов ВВТ, объемы реализации мероприятий капитального ремонта образцов ВВТ, стоимостные показатели производства образцов ВВТ, стоимостные показатели мероприятий ремонта ВВТ и т.д.; базу данных по вероятностным характеристикам надежности образцов ВВТ группировки ПВО (11), предназначенную для хранения информации по вероятностным характеристикам надежности образцов, которая по каждому типу ВВТ группировки ПВО включает в свой состав данные о среднем сроке службы образца ВВТ до ремонта, среднем сроке службы образца ВВТ до списания, среднем ресурсе образца ВВТ до ремонта, среднем ресурсе образца ВВТ до списания, наработку на отказ образца ВВТ, вероятности наступления предельного состояния и т.д. Вход-выход 5 БВД (1) соединен с управляющим входом-выходом 2 БУК (3). Выходы 1, 2, 3, 4 БВД (1) подключены к входу 5 БМ (2), входу 4 БОР (4), входу 2 БРО (6), входу 3 БФС (5) соответственно.

БМ (2) предназначен для имитационного дискретно-событийного моделирования динамики изменения количественного и качественного состояния образцов ВВТ группировки ПВО и обработки результатов моделирования.

БМ (2) включает:

комплекс имитационных моделей динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки (12), предназначенный для получения оценок прогнозной динамики изменения количественного и качественного состояния парка ВВТ группировки ПВО с учетом различных ограничений для заданного периода планирования. Комплекс представляет собой программно-аппаратную реализацию моделирующего алгоритма динамики изменения количественного и качественного состояния парка ВВТ группировки ПВО, исходными данными для которого является информация базы данных по показателям текущего технического состояния образцов парка ВВТ группировки ПВО (9), базы данных по тактико-технико-экономическим характеристикам образцов парка ВВТ группировки ПВО (8) и базы данных по вероятностным характеристикам надежности образцов парка ВВТ группировки ПВО (11), а результатом - данные статистического имитационного моделирования прогнозной динамики изменения количественного и качественного состояния парка ВВТ группировки ПВО;

блок оптимизации на основе генетических алгоритмов (13), предназначенный для решения задачи определения оптимальной траектории динамики изменения состояния рассматриваемого парка образцов ВВТ группировки ПВО путем случайного подбора, комбинирования и вариации соответствующих параметров с использованием механизмов, аналогичных естественному отбору в природе;

блок обработки результатов моделирования (14), предназначенный для автоматизированного накопления и статистической обработки результатов имитационного моделирования прогнозной динамики изменения количественного и качественного состояния парка ВВТ группировки ПВО, проводимого в имитационной дискретно-событийной модели динамики изменения состояния парка образцов ВВТ группировки ПВО (12), и получения итоговых значений параметров прогнозной динамики изменения количественного и качественного состояния парка ВВТ группировки ПВО.

Вход-выход 6 БМ (2) соединен с управляющим входом-выходом 2 БУК (3), вход 5 БМ (2) соединен с выходом 1 БВД (1), вход 3 БМ (2) соединен с выходом 3 БРО (6). Выходы 1, 2 БМ (2) подключены к входу 6 БОР (4) и входу 3 БФВ (5) соответственно.

БУК (3) предназначен для автоматизированной выработки управляющих воздействий по команде оператора на включение устройства в работу, ввода необходимых исходных данных, корректировки промежуточных результатов с последующей автоматической выработкой управляющих воздействий на соответствующие блоки в интересах инициирования их работы, а также отображения и контроля результатов, полученных по итогам работы устройства. Входы-выходы 1 и 2 БУК (3) подключены к входу-выходу 5 БВД (1), входу-выходу 6 БМ (2), входу-выходу 1 БОР (4), входу-выходу 1 БФВ (5), входу-выходу 4 БФС (5) и входу-выходу 1 БРО (6).

БОР (4) предназначен для отображения и регистрации результатов, полученных в ходе работы устройства и в ходе корректировки промежуточных результатов, в соответствии с введенными исходными данными. Вход-выход 1 БОР (4) подключен к управляющему входу-выходу 1 БУК (3). Входы 6, 5, 4, 3, 2 БОР (4) подключены к выходу 1 БМ (2), выходу 2 БФВ (5), выходу 2 БВД (1), выходу 4 БРО (6) и выходу 2 БФС (5) соответственно.

БФВ (5) предназначен для автоматизированного формирования на основе полученных параметров прогнозной динамики изменения количественного и качественного состояния парка ВВТ группировки ПВО результирующих вариантов предложений в программы и планы развития парка ВВТ группировки ПВО. Вход 3 БФВ (5) соединен с выходом 2 БМ (2), выход 2 БФВ (5) соединен с входом 5 БОР (4), вход-выход 1 БФВ (5) соединен с управляющим входом-выходом БУК (3).

БФС (5) предназначен для формирования сценариев динамики изменения ограничений по управляющему воздействию на парк ВВТ группировки ПВО в течение периода планирования. Сущность работы блока заключается в автоматизированном формировании прогнозов динамики изменения возможностей предприятий промышленности в части реализации мероприятий по производству и ремонту образцов ВВТ, осуществляемом с использованием информации о ресурсных возможностях предприятий промышленности, которая по каждому типу ВВТ группировки ПВО, поступающей из базы данных по ресурсным возможностям предприятий промышленности оборонно-промышленного комплекса в части реализации мероприятий по обеспечению оснащенности и исправности парка ВВТ группировки ПВО (10).

Вход 3 БФС (5) соединен с выходом 4 БВД (1), выход 1 БФС (5) соединен с входом 4 БМ (2), выход 2 БФС (5) соединен с входом 2 БОР (4), вход-выход 2 БФС (5) соединен с управляющим входом-выходом 2 БУК (3).

БРО (6) предназначен для ранжирования образцов рассматриваемого парка ВВТ группировки ПВО по приоритетности. Сущность работы блока заключается в автоматизированном формировании множества упорядоченных по важности образцов рассматриваемого парка ВВТ группировки ПВО, которое осуществляется на основе данных, полученных из базы данных по показателям текущего технического состояния образцов парка ВВТ группировки ПВО (9) и на основе критериев и правил, задаваемых оператором. Вход 2 БРО (6) соединен с выходом 3 БВД (1), выход 3 БРО (6) соединен с входом 3 БМ (2), выход 4 БРО (6) соединен с входом 2 БОР (4), вход-выход 1 БРО (6) соединен с управляющим входом-выходом 2 БУК (3).

Блоки БВД (1), БМ (2), БУК (3), БОР (4), БФС (5) БРО (6) и БОВС (7) выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа х86, которая конструктивно смонтирована на стойке стенда для проектирования комплексов средств автоматизации военного назначения.

Используя существующие подходы к программно-целевому планированию управления развитием системы вооружения под стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО следует понимать упорядоченную во времени и по важности систему мероприятий, которая в рамках существующих условий и ограничений определяет приоритетные направления использования ресурсного, научно-технического и производственного потенциала с целью экономически эффективного решения комплекса задач по обеспечению требуемого количественного и качественного состояния образцов вооружения в течение заданного периода планирования.

Сущность предложенного способа обоснования стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО заключается в следующем: вводятся и записываются исходные для заполнения соответствующих баз данных; формируются параметры прогнозных значений сценариев динамики изменения ограничений по управляющему воздействию на образцы ВВТ группировки ПВО в течение периода планирования; производится ранжирование образцов ВВТ группировки ПВО по приоритетности; на основе использования комплекса имитационных моделей динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки ПВО и блока оптимизации на основе генетических алгоритмов производится моделирование динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки ПВО в течение заданного периода планирования, полученные результаты моделирования обрабатываются; производится оценка результатов и выбор наилучшей стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО.

Предложенное устройство, реализующее вышеизложенный способ обоснования стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО, работает следующим образом.

На предварительном этапе работы устройства на вход-выход 5 БВД (1) через вход-выход 2 БУК (3) вводится информация для заполнения соответствующих баз данных, а именно, в базу данных по тактико-технико-экономическим характеристикам образцов парка ВВТ группировки ПВО (8); в базу данных по показателям текущего технического состояния образцов ВВТ группировки ПВО (9); в базу данных по ресурсным возможностям предприятий промышленности оборонно-промышленного комплекса в части реализации мероприятий по обеспечению оснащенности и исправности образцов ВВТ группировки ПВО (10); в базу данных по вероятностным характеристикам надежности образцов ВВТ группировки ПВО (11).

После этого в БУК (3) оператором в автоматизированном режиме формируется команда на включение устройства в работу и с входов-выходов 1 и 2 БУК (3) на вход-выход 5 БВД (1), вход-выход 6 БМ (2), вход-выход 1 БОР (4), вход-выход 1 БФС (5), вход-выход 1 БРО (6) и вход-выход 1 БОВС (7) передается управляющий сигнал на инициирование их работы.

По этому сигналу с выхода 5 БВД (1) на вход 3 БФС (5) выдается информация по ресурсным возможностям предприятий промышленности оборонно-промышленного комплекса в части реализации мероприятий по обеспечению оснащенности и исправности образцов ВВТ группировки ПВО. На основе этой информации в блоке осуществляется автоматизированное формирование прогнозов динамики изменения возможностей предприятий промышленности в части реализации мероприятий по производству и ремонту образцов ВВТ группировки ПВО. Результатом работы блока является параметры прогнозируемой динамики изменения возможностей предприятий промышленности, которые являются основными ограничениями по управляющему воздействию на парк образцов ВВТ группировки ПВО. Полученные параметры прогноза динамики изменения возможностей предприятий промышленности в части реализации мероприятий по производству и ремонту образцов ВВТ группировки ПВО с выхода 1 БФС (5) поступают на вход 4 БМ (2). Текущие результаты функционирования БФС (5) с выхода 2 поступают на вход 2 БОР (4) для отображения, регистрации и, в случае необходимости, далее с выхода 1 БОР (4) поступают на вход 1 БУК (3) для корректировки.

Одновременно по сигналу с выхода 3 БВД (1) на вход 2 БРО (6) выдается информация по показателям текущего технического состояния образцов ВВТ группировки ПВО. Эта информация представляется в виде совокупностей информационных элементов и их характеристик, установленных протоколами функционального взаимодействия источников информации и комплексов средств автоматизации военного назначения. В БРО (6) осуществляется автоматизированное формировании множества упорядоченных по важности образцов рассматриваемого образцов ВВТ группировки ПВО. Сформированное множество упорядоченных по важности образцов рассматриваемого парка ВВТ группировки ПВО с выхода 3 БРО (6) поступает на вход 3 БМ (2). Текущие результаты функционирования БРО (6) с выхода 4 поступают на вход 2 БОР (4) для отображения, регистрации и, в случае необходимости, далее с выхода 1 БОР (4) поступают на вход 1 БУК (3) для корректировки.

Сформированные параметры прогноза динамики изменения возможностей предприятий промышленности с выхода 1 БФС (5) и множество упорядоченных по важности образцов рассматриваемого парка ВВТ группировки ПВО с выхода 3 БРО (6) поступают на вход 3 БМ (2) и вход 4 БМ (2) соответственно. На вход 5 БМ (2) с выхода 1 БВД (1) поступает информация о тактико-технико-экономических показателях образцов ВВТ группировки ПВО, о текущем техническом состоянии образцов ВВТ группировки ПВО, о множестве упорядоченных по важности образцов рассматриваемого парка ВВТ группировки ПВО и параметры прогноза динамики изменения возможностей предприятий промышленности в части реализации мероприятий по производству и ремонту образцов ВВТ.

В комплексе имитационных моделей динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки ПВО (12), осуществляется статистическое имитационное моделирование изменения технического состояния упорядоченных по важности образцов рассматриваемого парка ВВТ группировки ПВО. Имитационное моделирование изменения технического состояния упорядоченных по важности образцов рассматриваемого парка ВВТ группировки ПВО осуществляется с возможностью подключения блока оптимизации на основе генетических алгоритмов (13), что позволяет не только прогнозировать параметры динамики изменения состояния рассматриваемого парка образцов ВВТ группировки ПВО, но и решать задачу определения оптимальной траектории динамики изменения состояния рассматриваемого парка образцов ВВТ группировки ПВО путем случайного подбора, комбинирования и вариации соответствующих параметров с использованием механизмов, аналогичных естественному отбору в природе. Выбор конкретного варианта используемого алгоритма осуществляется оператором в автоматизированном режиме. Результатом являются данные статистического имитационного моделирования прогнозной динамики изменения количественного и качественного состояния парка ВВТ группировки ПВО. Требуемое количество реализаций имитационной модели задается оператором. Полученные в результате значения используются как исходные данные для работы блока обработки результатов моделирования (14).

В блоке обработки результатов моделирования (14) осуществляется автоматизированное накопление и статистическая обработка результатов имитационного моделирования, проводимого в комплексе имитационных моделей динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки ПВО (12), и получение итоговых значений прогнозной динамики изменения количественного и качественного состояния парка ВВТ группировки ПВО. Полученные значения используются как исходные данные для работы блока оценки результатов моделирования и выбора рациональной стратегии (7). Полученные результаты с выхода 2 БМ (2) передаются на вход 3 БОВС (7). Текущие результаты функционирования БМ (2) с выхода 1 поступают на вход 6 БОР (4) для отображения, регистрации и, в случае необходимости, далее с выхода 1 БОР (4) поступают на вход 1 БУК (3) для корректировки.

В блоке оценки результатов моделирования и выбора рациональной стратегии (7) на основе обработанных результатов моделирования динамики изменения количественного и качественного состояния образцов ВВТ группировки ПВО осуществляется оценка и выбор наилучшей стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО.

Информация о параметрах наилучшей стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО с выхода 2 БОВС (7) поступает на вход 5 БОР (4) для отображения, регистрации и, в случае необходимости, далее с выхода 1 БОР (4) поступают на вход 1 БУК (3) для корректировки.

Информация об окончании процесса обоснования стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО и определения наилучшей стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО и регистрации этого факта с выхода 1 БОР (4) передается на вход-выход 1 БУК (3). В БУК (3) вырабатывается управляющий сигнал на остановку работы блоков БВД (1), БМ (2), БОР (4), БФС (5), БРО (6) и БОВС (7). На этом работа устройства заканчивается.

Устройство, реализующее автоматизированное решение задачи обоснования стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого образцов ВВТ группировки ПВО, разработано на уровне лабораторного аппаратно-программного комплекса и выполнено в виде автоматизированного рабочего места оператора, при этом блоки БВД (1), БМ (2), БУК (3), БОР (4), БФС (5), БРО (6) и БОВС (7) выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа х86.

Предлагаемое устройство, реализующее способ определения оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО, может являться составной частью автоматизированного комплекса программно-целевого планирования и управления развитием системы вооружения сил общего назначения ВС РФ.

Анализ результатов испытаний лабораторного стенда, на основе которого реализовано устройство определения оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО, показали, что параметры формируемой с помощью разработанного устройства стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО обеспечивают достижение требуемого состояния группировки ПВО в течение заданного периода планирования, при этом фиксируется снижение суммарных затрат на 12-15%.

Источники, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретения:

1. Военный бюджет государства. Методы обоснования и анализа / Под общей редакцией Г.С. Олейника. - М.: Военное издаьельство. 2000 - 359 с.

2. Буренок В.М., Ляпунов В.М., Мудров В.И. Теория и практика планирования и управления развитием вооружения / Под ред. A.M. Московского - М.: Издательский дом «Граница», 2005. - 520 с., ил.

3. Буренок В.М. и др. Методология обоснования перспектив развития средств вооруженной борьбы общего назначения / РАРАН: В.М. Буренок, Р.Н. Погребняк, А.П. Скотников; ред. кол. серии: В.В. Панов (пред.) и др. - М.: Машиностроение, 2010. - 368 с, ил. (Справ, б-ка разработчика-исследователя)

4. Системно-концептуальные основы методологии военно-научных исследований и решения прикладных военно-технических проблем. Книга 1: Монография / Коллектив авторов; под ред. Б.А. Демидова. - Тверь, 2014. - 676 с., ил. 96, библ. 395 наименований

5. Буравлев А.И., Пьянков А.А. Модель технического обеспечения войск. Вооружение и экономика №2 (10) / 2010, Электронный научный журнал http://www.viek.ru

6. Патент RU 157939 U1, МПК: G05B 17/00, 2015.

7. Патент RU 158416 U1, МПК: G06F 19/00, 2015

8. Патент RU 2571613 С2, МПК G06F 17/10, G06F 17/13, 2015.

9. Патент RU 2565890 С1, МПК: G07C 3/00, 2014.

10. Патент RU 2469386 С2, МПК: G07A 17/00, 2010.

11. Программа для ЭВМ №2015614167, 20.05.2015.

12. Патент RU 2326431 С2, МПК: G06F 17/00, G06F 11/30, 2008.

13. Патент RU 134681 U1, МПК: G06F 17/50, 2013 (прототип).

14. Патент RU 158700 U1, МПК: G06F 17/50, 2016.

15. Патент RU 146672 U1, МПК: G06F 17/50, 2014.

Claims

1. Способ определения оптимальной стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов вооружения и военной техники (ВВТ) группировки противовоздушной обороны (ПВО) содержит этапы, на которых: вводятся и записываются исходные для заполнения соответствующих баз данных; формируются параметры прогнозных значений сценариев динамики изменения ограничений по управляющему воздействию на образцы ВВТ группировки ПВО в течение периода планирования; производится ранжирование образцов ВВТ группировки ПВО по приоритетности; на основе использования комплекса имитационных моделей динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки ПВО и блока оптимизации на основе генетических алгоритмов производится моделирование динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки ПВО в течение заданного периода планирования, полученные результаты моделирования обрабатываются; производится оценка результатов и выбор наилучшей стратегии долгосрочного планирования мероприятий по обеспечению требуемого состояния образцов ВВТ группировки ПВО.

2. Устройство, реализующее способ по п. 1 формулы, содержащее блок входных данных (БВД), блок моделирования (БМ), блок управления и контроля (БУК) и блок отображения и регистрации (БОР), в состав устройства дополнительно включены блок формирования сценариев динамики изменения ограничений по управляющему воздействия на образцы ВВТ группировки (БФС); блок ранжирования образцов ВВТ группировки по приоритетности (БРО); блок оценки результатов моделирования и выбора рациональной стратегии (БОВС); БВД включает базу данных по тактико-технико-экономическим характеристикам образцов ВВТ группировки (БД ТТЭХ); базу данных по показателям текущего технического состояния образцов ВВТ группировки (БД ТСП); базу данных по ресурсным возможностям предприятий промышленности оборонно-промышленного комплекса в части реализации мероприятий по обеспечению оснащенности и исправности образцов ВВТ группировки (БД ОПК); базу данных по вероятностным характеристикам надежности образцов ВВТ группировки (БД ВХН); БМ включает комплекс имитационных моделей динамики изменения состояния образцов ВВТ группировки (КИМ); блок оптимизации на основе генетических алгоритмов (БГА); блок обработки результатов моделирования (БОРМ), причем выход 4 БВД соединен со входом 3 БФС, выход 3 БВД соединен со входом 2 БРО, выход 1 БФС соединен с входом 4 БМ, выход 2 БФС соединен с входом 2 БОР, выход 3 БРО соединен с входом 3 БМ, выход 4 БРО соединен с входом 3 БОР, вход 3 БОВС соединен с выходом 2 БМ, выход 2 БОВС соединен с входом 5 БОР, управляющие входы-выходы БУК дополнительно подключены к соответствующим входам-выходам БФС, БРО и БОВС.