РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(19) RU (11) 2 828 686 (13) C1 (51) МПК G06F 17/10 (2006.01)

Статус:	действует (последнее изменение статуса: 20.10.2024)
Пошлина:	учтена за 5 год с 22.03.2028 по 21.03.2029. Установленный срок для уплаты пошлины за 6 год: с 22.03.2028 по 21.03.2029. При уплате пошлины за 6 год в дополнительный 6-месячный срок с 22.03.2029 по 21.09.2029 размер пошлины увеличивается на 50%.

(52) СПК G06F 17/10 (2024.08)

(21)(22) Заявка: 2024107407, 21.03.2024 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 21.03.2024 Дата регистрации: 16.10.2024 Приоритет(ы): (22) Дата подачи заявки: 21.03.2024 (45) Опубликовано: 16.10.2024 Бюл. № 29 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2551793 C1, 27.05.2015. RU 2763126 C1, 27.12.2021. RU 2290689 C1, 27.12.2006. RU 2368003 C1, 20.09.2009. US 2018/0357551 A1, 13.12.2018. Адрес для переписки: 199178, Санкт-Петербург, 14 линия, 39, ФГБОУ ВО СПБ ФИЦ РАН, Ронжин Андрей Леонидович

(72) Автор(ы): Котенко Игорь Витальевич (RU), Паращук Игорь Борисович (RU), Федорченко Елена Владимировна (RU), Новикова Евгения Сергеевна (RU), Левшун Диана Альбертовна (RU) (73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук" (RU)

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ СОБЫТИЙ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для оценки надежности, безопасности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры, в которых используется циклический характер производства, предоставления телекоммуникационных услуг и временное резервирование. Изобретение может быть использовано для оценки случайных событий, описывающих признаки вредоносной активности в инфраструктуре индустриального и образовательного Умного города, может служить основой системы гибридной интеллектуальной аналитической обработки данных о событиях кибербезопасности этой инфраструктуры с компонентами объяснимого глубокого обучения.

Известно устройство для прогнозирования случайных событий, содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов и блок регистрации (см. ав. св. СССР №1441421, G06F 15/46, 1988, бюл. №44).

Недостатком данного устройства является относительно низкая достоверность идентификации состояния безотказной работы системы (выполнения сменных заданий за оперативное время) и противоположного состояния отказа системы в условиях недостоверности (недостаточности, неполноты и противоречивости) параметров модели процесса функционирования исследуемой системы.

Известно устройство для прогнозирования случайных событий, содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели и блок коррекции данных модели (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК 8 G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликованный 20.09.2009, Бюл. №26).

Однако данное устройство имеет недостаток - узкую область применения, ограниченную возможностью идентификации состояний системы, характеризующихся отсутствием динамики (невозможностью) смены параметров этих состояний производственной или телекоммуникационной системы с учетом изменяющихся задач моделирования, прогнозирования случайных событий и влияющих факторов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототипом) является устройство (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликованный 27.05.2015, Бюл. №15), содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели, блок коррекции данных модели, N≥2 контроллеров оперативного времени модельных элементов и главный контроллер оперативного времени. При этом выход блока регистрации подключен к входу блока управления, сбросовый выход блока управления соединен со сбросовыми входами блока имитаторов состояний участков системы, блока модели системы, блока формирования сигналов отказов, блока регистрации, блока проверки данных модели и блока коррекции данных модели, причем М≥2 контрольных выходов блока управления подключены к соответствующим М контрольным входам блока модели системы, синхронизирующий выход блока управления подключен к синхронизирующим входам блока имитаторов состояний участков системы, блока модели системы, блока формирования сигналов отказов, блока регистрации, блока проверки данных модели и блока коррекции данных модели. Управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока имитаторов состояний участков системы, N групповых входов которого подключены к соответствующим N групповым выходам блока коррекции данных модели и блока проверки данных модели, N-разрядный выход которого соединен с N-разрядным входом блока коррекции данных модели, а сигнальный выход блока проверки данных модели соединен с сигнальным входом блока коррекции данных модели. Причем N групповых входов блока проверки данных модели соединены с соответствующими N групповыми выходами блока модели системы, при этом информационный и сигнальный входы блока регистрации соединены соответственно с информационным и сигнальным выходами блока формирования сигналов отказов, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу блока проверки данных модели и управляющему выходу блока коррекции данных модели, причем управляющий вход блока проверки данных модели подключен к управляющему выходу блока модели системы. При этом N групповых выходов блока имитаторов состояний участков системы соединены с информационными входами соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов, информационные выходы которых соединены с соответствующими групповыми входами блока модели системы, корректирующие входы которого подключены к корректирующим выходам соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов, причем корректирующие входы N контроллеров оперативного времени модельных элементов подключены к соответствующим выходам главного контроллера оперативного времени, входы которого являются соответствующими N входами «Коррекция оперативного времени» устройства.

В прототипе реализуется возможность моделирования процесса функционирования системы в условиях, когда в динамике работы реальной производственной или телекоммуникационной системы объективно изменяются во времени не только свойства самой системы и окружающей среды, но и требования к ключевому параметру моделируемого процесса - оперативному времени (времени выполнения сменного задания). Прототип позволяет достоверно идентифицировать состояния безотказной работы (выполнение сменных заданий за оперативное время) и отказа системы в условиях непрерывной динамики смены ее состояний и с учетом влияющих факторов.

Однако прототип имеет недостаток - относительно невысокую достоверность прогнозирования случайных событий, опирающегося на моделирование реального процесса функционирования сложных информационных вычислительных систем в условиях динамической коррекции одного из ключевых параметров, характеризующих этот моделируемый процесс - оперативного времени, выделяемого для выполнения системой задания, значения которого могут задаваться в условиях комплексной неопределенности информации, которая проявляется одновременно в виде недостоверности и нечеткости данных о конкретных значениях времени выполнения сменного задания. Иными словами, недостатком прототипа является относительно низкая достоверность моделирования в интересах прогнозирования состояний процесса функционирования исследуемой системы, когда эти состояния моделируемого случайного процесса зависят не только от количественно заданных значений оперативного времени выполнения конкретного сменного задания, но и от этих значений, задаваемых с учетом комплексной неопределенности, которая проявляется одновременно и совокупно в виде недостоверности и нечеткости информации.

Это связано с тем, что устройство-прототип, позволяя учитывать объективно изменяющиеся во времени не только свойства самой системы и окружающей среды, но и требования к ключевому параметру моделируемого процесса оперативному времени (времени выполнения сменного задания), в тоже время не способно достоверно идентифицировать эти состояния в условиях, когда неопределенность информации о новых значениях оперативного времени имеет одновременно недостоверно и нечетко заданный физический и математический смысл. В устройстве-прототипе моделирование осуществляются на основе вводимых количественных значений исходных данных (новых значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания)), что делает малоэффективным применение прототипа для динамического многокритериального прогностического анализа сложных информационных вычислительных систем.

Данное устройство позволяет моделировать процессы с динамической коррекцией оперативного времени лишь для тех сменных заданий, требуемое время выполнения которых задано количественно, в то время, как значения оперативного времени для моделирования большого количества сменных заданий, реально реализуемых в динамике работы производственной или телекоммуникационной системы, могут быть заданы лишь одновременно недостоверно и нечетко, опираясь на мнения большого количества экспертов. Причем для исследования подобных видов комплексной неопределенности, которая проявляется одновременно и совокупно в виде недостоверности и нечеткости информации, широкое применение находят нейро-нечеткие модели [1-6], объективно основанные на параллельной, комплексной обработке данных, задаваемых с учетом неопределенности значений оперативного времени для различных сменных заданий, где эти значения носят не только количественный (достоверно идентифицируемый), но также одновременно недостоверный и нечеткий характер, традиционно описываемый с привлечением математики нейро-нечетких сетей (ННС), где нейросетевая компонента ННС отвечает за устранение аспекта комплексной неопределенности типа недостоверность данных, а функции устранения аспекта комплексной неопределенности типа нечеткость в рамках ННС реализуются в рамках компоненты, основанной на алгоритмах преобразования нечетких множеств.

Под «оперативным временем» понимается время, выделяемое для выполнения системой сменного задания. Временной резерв системы и ее участков образуется за счет увеличения времени, выделяемого для выполнения задания.

Под «комплексной неопределенностью» понимается такой вид описания слабоструктурированных и трудно формализуемых данных, при котором недостаточность наших знаний о возможном состоянии среды и объекта исследований, а также тот факт, что мы полностью или частично не имеем полной и достоверной информации о точных значениях, например, задаваемого оперативного времени (времени выполнения сменного задания), одновременно и совокупно проявляются как недостоверность и нечеткость исходных данных для моделирования и прогноза состояний случайного процесса, характеризующего реальное поведение сложной производственной или телекоммуникационной системы [7-10].

Под «отказом системы» («отказом системы с непополняемым временным резервом») понимается несвоевременное выполнение сменного задания, т.е. отказ производственной или телекоммуникационной системы фиксируется тогда, когда оперативное время истекло, а сменное задание еще не выполнено.

Под «числом отказов» («количеством отказов») за единицу времени понимается количество q, где q=1, 2, …, Q (Q≥1), как правило, составляющее от 1 (одного) до 50 (пятидесяти) и характеризующее возможное количество единовременных сбоев, ошибок, технических или программных отказов, несвоевременных выполнений сменного задания и т.п., возникающих (почти одновременно) за минимальную единицу времени (например, секунду), задаваемую в виде тактов синхронизации работы устройства (t, t+1, t+2, …, T_синхр) с синхронизирующего выхода блока управления, входящего в общую структурную схему.

Под «параметрами модели процесса функционирования исследуемой системы» понимаются исходные данные для моделирования множество числовых значений характеристик свойств конкретного процесса в данный момент времени, включая и один из ключевых параметров моделируемого процесса оперативное время, т.е., время выполнения сменного задания.

Под «результатами прогнозирования случайных событий» понимаются итоговые результаты моделирования соотношение времени выполнения сменного задания и количества изделий, изготовленных производственной системой или количества доведенных до абонента телекоммуникационной системы услуг.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного устройства, заключается в повышении достоверности прогнозирования случайных событий с учетом как количественно заданных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) в рамках моделируемых процессов функционирования сложной производственной или телекоммуникационной системы, так и с учетом комплексной неопределенности значений этого параметра моделируемого случайного процесса, в создании устройства для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени, способного с высокой достоверностью формировать прогнозные значения состояний случайного процесса, характеризующего реальное поведение сложной производственной или телекоммуникационной системы, когда задаваемое оперативное время выполнения для различных сменных заданий, влияющих на состояния этого случайного процесса, имеют как количественно, так и качественно - одновременно недостоверно и нечетко выраженный физический смысл.

Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство для прогнозирования случайных событий, содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели, блок коррекции данных модели, N≥2 идентичных контроллеров оперативного времени модельных элементов и главный контроллер оперативного времени, дополнительно включен блок обработки оперативного времени, предназначенный для проверки и выявления значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемых и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности этих значений, а также для обработки и трансформирования значений этого параметра моделируемого случайного процесса, заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме к виду, позволяющему достоверно и однозначно идентифицировать и трактовать вводимые значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для различных состояний исследуемого процесса функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры. При этом выход блока регистрации подключен к входу блока управления, сбросовый выход блока управления соединен со сбросовым входом блока имитаторов состояний участков системы, сбросовым входом блока модели системы, сбросовым входом блока формирования сигналов отказов, сбросовым входом блока регистрации, сбросовым входом блока проверки данных модели и сбросовым входом блока коррекции данных модели. Причем М≥2 контрольных выходов блока управления подключены к соответствующим М контрольным входам блока модели системы. Синхронизирующий выход блока управления подключен к синхронизирующему входу блока имитаторов состояний участков системы, синхронизирующему входу блока модели системы, синхронизирующему входу блока формирования сигналов отказов, синхронизирующему входу блока регистрации, синхронизирующему входу блока проверки данных модели и синхронизирующему входу блока коррекции данных модели. Управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока имитаторов состояний участков системы, N групповых входов которого подключены к N соответствующим групповым выходам блока коррекции данных модели и к N соответствующим групповым выходам блока проверки данных модели. N-разрядный выход блока проверки данных модели соединен с N-разрядным входом блока коррекции данных модели, а сигнальный выход блока проверки данных модели соединен с сигнальным входом блока коррекции данных модели, N групповых входов блока проверки данных модели соединены с соответствующими N групповыми выходами блока модели системы, информационный и сигнальный входы блока регистрации соединены соответственно с информационным и сигнальным выходами блока формирования сигналов отказов, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу блока проверки данных модели и управляющему выходу блока коррекции данных модели. Управляющий вход блока проверки данных модели подключен к управляющему выходу блока модели системы, при этом N групповых выходов блока имитаторов состояний участков системы соединены с информационными входами соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов, информационные выходы которых соединены с соответствующими групповыми входами блока модели системы, корректирующие входы которого подключены к корректирующим выходам соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов. Корректирующие входы N контроллеров оперативного времени модельных элементов подключены к N соответствующим выходам блока обработки оперативного времени, N входов которого соединены с соответствующими N корректирующими выходами главного контроллера оперативного времени, входы которого являются соответствующими N входами «Коррекция оперативного времени» устройства для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени.

Блок обработки оперативного времени, предназначенный для проверки и выявления значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемых и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности этих значений, а также для обработки и трансформирования значений этого параметра моделируемого случайного процесса, заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме к виду, позволяющему достоверно идентифицировать и трактовать вводимые значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для различных состояний исследуемого процесса функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры, состоит из счетчика оперативного времени, регистра хранения оперативного времени, элемента нейро-нечеткой обработки и запоминающего элемента, N выходов которого являются соответствующими N выходами блока обработки оперативного времени, N-разрядный вход элемента нейро-нечеткой обработки соединен с N-разрядным информационным выходом регистра хранения оперативного времени, вход разрешения выходов А элемента нейро-нечеткой обработки соединен с разрешающим выходом регистра хранения оперативного времени, N выходов А элемента нейро-нечеткой обработки соединены с соответствующими N входами запоминающего элемента, N-разрядный прямой выход регистра хранения оперативного времени соединен с N-разрядный прямым входом запоминающего элемента, N-разрядный вход регистра хранения оперативного времени соединен с N-разрядным выходом счетчика оперативного времени, N входов которого являются соответствующими N входами блока обработки оперативного времени.

Благодаря новой совокупности существенных признаков, за счет введения блока обработки оперативного времени, обеспечивающего предварительное выявление и селекцию значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности этих значений и принятие решения об их математической природе, а также запись, хранение результатов анализа значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме, и математически корректное вычислительное преобразование и распознавание этих значений с использованием методов теории нейро-нечетких сетей, в заявленном устройстве достигается повышение достоверности прогнозирования случайных событий за счет обеспечения возможности моделирования процессов функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем с учетом наличия не только количественной меры задаваемого оперативного времени, но и наличия комплексной неопределенности этого параметра, т.е., одновременно недостоверно и нечетко заданных значений времени выполнения сменного задания, достоверно идентифицированных с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований.

Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых представлены:

на фиг. ₁-структурная схема устройства для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени;

на фиг. 2 - структурная схема блока обработки оперативного времени;

на фиг. 3 - схема построения нейро-нечеткой сети;

на фиг. 4 - структурная схема блока управления;

на фиг. 5 - пример структуры конкретной системы (из шести участков, N=6);

на фиг. 6 - структурная схема блока модели системы;

на фиг. 7 - структурная схема n-го модельного элемента участка системы;

на фиг. 8 - структурная схема блока имитаторов состояний участков системы;

на фиг. 9 - структурная схема блока формирования сигналов отказов;

на фиг. 10 - структурная схема блока регистрации;

на фиг. 11 - структурная схема блока проверки данных модели;

на фиг. 12 - структурная схема блока коррекции данных модели.

на фиг. 13 - структурная схема n-го контроллера оперативного времени модельных элементов;

на фиг. 14 - структурная схема главного контроллера оперативного времени.

Устройство для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени, изображенное на фиг. 1, состоит из блока управления 1, блока модели системы 2, блока имитаторов состояний участков системы 3, блока формирования сигналов отказов 4, блока регистрации 5, блока проверки данных модели 6, блока коррекции данных модели 7, N≥2 идентичных контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N, главного контроллера оперативного времени 9 и блока обработки оперативного времени 10. При этом выход 51 блока регистрации 5 подключен к входу 11 блока управления 1, сбросовый выход 12 блока управления 1 соединен со сбросовым входом 32 блока имитаторов состояний участков системы 3, сбросовым входом 22 блока модели системы 2, сбросовым входом 42 блока формирования сигналов отказов 4, сбросовым входом 52 блока регистрации 5, сбросовым входом 62 блока проверки данных модели 6 и сбросовым входом 72 блока коррекции данных модели 7. Причем М≥2 контрольных выходов 14₁-14_M блока управления 1 подключены к соответствующим М контрольным входам 24₁-24_M блока модели системы 2. Синхронизирующий выход 13 блока управления 1 подключен к синхронизирующему входу 33 блока имитаторов состояний участков системы 3, синхронизирующему входу 23 блока модели системы 2, синхронизирующему входу 43 блока формирования сигналов отказов 4, синхронизирующему входу 53 блока регистрации 5, синхронизирующему входу 63 блока проверки данных модели 6 и синхронизирующему входу 73 блока коррекции данных модели 7. Управляющий выход 15 блока управления 1 соединен с управляющим входом 34 блока имитаторов состояний участков системы 3, N групповых входов 31₁-31_N которого подключены к N соответствующим групповым выходам 71₁-71_N блока коррекции данных модели 7 и к N соответствующим групповым выходам 68₁-68_N блока проверки данных модели 6. N-разрядный выход 64 блока проверки данных модели 6 соединен с N-разрядным входом 74 блока коррекции данных модели 7, а сигнальный выход 65 блока проверки данных модели 6 соединен с сигнальным входом 75 блока коррекции данных модели 7. N групповых входов 61₁-61_N блока проверки данных модели 6 соединены с соответствующими N групповыми выходами 21₁-21_N блока модели системы 2. Информационный 54 и сигнальный 55 входы блока регистрации 5 соединены соответственно с информационным 44 и сигнальным 45 выходами блока формирования сигналов отказов 4, управляющий вход 41 которого подключен к управляющему выходу 66 блока проверки данных модели 6 и управляющему выходу 76 блока коррекции данных модели 7. Управляющий вход 67 блока проверки данных модели 6 подключен к управляющему выходу 26 блока модели системы 2. При этом N групповых выходов 35₁-35_N блока имитаторов состояний участков системы 3 соединены с информационными входами 81₁-81_N соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-_N, информационные выходы 83₁-83_N которых соединены с соответствующими групповыми входами 25₁-25_N блока модели системы 2, корректирующие входы 27₁-27_N которого подключены к корректирующим выходам 84₁-84_N соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N. Причем корректирующие входы 82₁-82_N N контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N подключены к N соответствующим выходам 102₁-102_N блока обработки оперативного времени 10, N входов 101₁-101_N которого соединены с соответствующими N корректирующими выходами 92₁-92_N главного контроллера оперативного времени 9, входы 91₁-91_N которого являются соответствующими N входами «Коррекция оперативного времени» 01-01_N устройства.

Число «N, (N≥2)» (элементов, входов, выходов и т.п.) определяется в соответствии с возможным количеством участков исследуемой производственной или телекоммуникационной системы и, как правило, составляет от 2 (двух) до 50 (пятидесяти).

Число «М, (М≥2)» характеризует возможное количество агрегатов участка исследуемой производственной или телекоммуникационной системы и, как правило, составляет от 2 (двух) до 20 (двадцати).

Число «L, (L≥2)» характеризует возможное количество параллельно работающих участков исследуемой производственной или телекоммуникационной системы и, как правило, составляет от 2 (двух) до 20 (двадцати).

Число «K, (K≥2)» характеризует возможное максимальное количество отказов системы за весь цикл ее работы, используется в интересах получения параметров эмпирического распределения наработки производственной или телекоммуникационной системы на отказ и, как правило, составляет от 2 (двух) до 500 (пятисот).

Блок обработки оперативного времени 10 (фиг. 2) предназначен для проверки и выявления значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемых и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности этих значений, а также для обработки и трансформирования значений этого параметра моделируемого случайного процесса, заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме к виду, позволяющему достоверно идентифицировать и трактовать вводимые значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для различных состояний исследуемого процесса функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры.

Блок обработки оперативного времени 10, изображенный на фиг. 2, состоит из счетчика оперативного времени 10.1, регистра хранения оперативного времени 10.2, элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 и запоминающего элемента 10.4, N выходов 10.4-2₁-10.4-2_N которого являются соответствующими выходами 102₁-102_N блока обработки оперативного времени 10, N-разрядный вход 10.3-1 (I₁-I_N) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 соединен с N-разрядным информационным выходом 10.2-1 регистра хранения оперативного времени 10.2, вход 10.3-2 (OE_I) разрешения выходов А элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 соединен с разрешающим выходом 10.2-3 регистра хранения оперативного времени 10.2, N выходов A (A₁-A_N) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 соединены с соответствующими N входами 10.4-1₁-10.4-1_N запоминающего элемента 10.4, N-разрядный прямой выход 10.2-4 регистра хранения оперативного времени 10.2 соединен с N-разрядный прямым входом 10.4-3 запоминающего элемента 10.4, N-разрядный вход 10.2-2 регистра хранения оперативного времени 10.2 соединен с N-разрядным выходом 10.1-2 счетчика оперативного времени 10.1, N входов 10.1-1₁-10.1-1_N которого являются соответствующими N входами 10₁-101_N блока обработки оперативного времени 10.

Счетчик оперативного времени 10.1 блока обработки оперативного времени 10 предназначен для регистрации и последовательного сравнения, по количеству разрядов, поступающих в двоичном коде данных, характеризующих значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания), и преобразования этих данных из параллельного кода в последовательный. Техническая реализация счетчика оперативного времени 10.1 возможна на базе серийно выпускаемого программируемого суммирующего счетчика с функцией оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и управляемым сбросом, схема которого известна и описана, например, в [Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: учеб. пособие для вузов. 3-е изд., перераб. и доп.СПб.: БХВ-Петербург, 2010. 816 с, С. 246-247, рис. 3.46].

Регистр хранения оперативного времени 10.2 блока обработки оперативного времени 10 предназначен для принятия решения о математической природе исходных данных (оперативного времени), заданных в виде двоичного кода значения времени выполнения сменного задания заданы количественно или с учетом комплексной неопределенности этих значений, т.е., заданы одновременно в недостоверной и нечеткой форме и нуждаются в дополнительной проверке и подтверждении. Регистр хранения оперативного времени 10.2 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого типового регистра хранения на триггерах, описанного в литературе [Основы электроники: учебник для СПО / О.В. Миловзоров, И.Г. Панков. 5-е изд., перераб. и доп.М.: Издательство Юрайт, 2016. 407 с. С.232-233, рис. 4.3.8].

Элемент нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 предназначен для осуществления процедуры нейро-нечеткого преобразования исходных данных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме к виду, позволяющему достоверно идентифицировать и трактовать эти значения для достоверного прогнозирования различных состояний исследуемого процесса функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры. Элемент нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 с точки зрения теории ННС представляет собой программно-аппаратный аналог пятислойной нейро-нечеткой сети прямого распространения сигнала, такой, как ANFIS (Adaptive-Network-Based Fuzzy Inference System - адаптивная сеть нечеткого вывода) [1, 2]. Вариант такой ННС представлен на фиг. 3. С точки зрения теории ННС, элемент нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 выполняет функции: фаззификации, т.е., преобразования численных входных значений в степени соответствия лингвистическим переменным (функции первого слоя ННС); записи и хранения нечетких правил, представляющих собой набор нечетких правил типа @Если-То» (функции второго слоя ННС); записи и хранения данных, определяющих функции принадлежности нечетких множеств, используемых в нечетких правилах (функции третьего слоя ННС); принятия решений, т.е., совершения операции вывода на основании имеющихся правил (функции четвертого слоя ННС) и функции дефаззификации, нацеленные на преобразование результатов вывода в численные значения времени выполнения сменного задания (функции пятого, выходного слоя ННС). Элемент нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 представляет собой нейро-нечеткий программируемый вычислитель, который может быть технически реализован на базе серийно выпускаемой микропроцессорной секции (МПС или MPS - Micro-Processoring Section) типа MPS К1804 ВС1, описанной, например, в [Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: учеб. пособие для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп.- СПб.: БХВ-Петер бур г, 2010. -816 с, С. 371-376, рис. 6.14].

Запоминающий элемент 10.4 блока обработки оперативного времени 10 предназначен для записи и хранения проверенных и подтвержденных результатов анализа и нейро-нечеткого преобразования значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), а также для преобразования этих данных из последовательного кода в параллельный. Запоминающий элемент 10.4 блока обработки оперативного времени 10 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого программируемого динамического оперативного запоминающего устройства в соответствии с описанием, представленным в работе [Основы электроники: учебник для СПО / О.В. Миловзоров, И.Г. Панков. - 5-е изд., перераб. и доп.- М.: Издательство Юрайт, 2016. - 407 с. С.229-231, рис. 4.3.2].

Блок управления 1, входящий в общую структурную схему, предназначен для генерации сигналов управления уровня «0» (режим, когда блоки устройства переводятся в исходное состояние) либо уровня «1» (соответствующего режиму «Работа»), генерации тактовых импульсов, обеспечивающих работу устройства по определенным циклам и генерации единичных импульсов, синхронизирующих работу ряда блоков устройства. Структура блока управления 1 известна, детально описана в (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК 8 G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, Бюл. №26, фиг. 4), в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликованный 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 7) и проиллюстрирована на фиг. 4 данного описания. Блок управления 1 (см. фиг. 4) содержит формирователь импульсов 1.1, генератор тактовых импульсов 1.2, переключатель 1.3, элемент И 1.4, синхронный счетчик 1.5 и дешифратор 1.6.

Блок модели системы 2, входящий в общую структурную схему, предназначен для моделирования процесса функционирования взаимосвязанных участков конкретной производственной или телекоммуникационной системы, пример структуры которой приведен на фиг. 5. Структурная схема блока модели системы 2 известна, включает N модельных элементов участка системы, соединенных между собой в соответствии со структурой производственной или телекоммуникационной системы, детально описана в (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК 8 G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, Бюл. №26, фиг. 6), в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликованный 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 5) и приведена на фиг. 6 данного описания, где, в качестве примера, количество участков N=6 и участки обозначены латинскими цифрами I, II, III, IV, V, VI и арабскими цифрами 2. 1-2N. При этом корректирующие входы N модельных элементов участка системы 2.1-2.N являются корректирующими входами 27₁-27n блока модели системы 2.

Каждый из модельных элементов участка системы 2.1-2.N блока модели системы 2 предназначен для моделирования циклического процесса функционирования одного из участков производственной или телекоммуникационной системы с учетом отказов и восстановлений, происходящих в случайные моменты времени и с учетом коррекции оперативного времени (времени выполнения сменного задания) на конкретном модельном элементе участка участке системы. Структура каждого из модельных элементов участка системы 2.1-2.N известна, идентична для любого n-го из участков системы, детально описана в (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК 8 G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, Бюл. №26, фиг. 7), в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 6) и проиллюстрирована в качестве примера для некоторого n-ого модельного элемента участка системы 2.n на фиг. 7 данного описания. При этом n-ый модельный элемент участка системы 2.n (см. фиг. 7) содержит с первого по четвертый элементы ИЛИ 2.n.1 -2.n.4, L элементов И 2.n.5₁-2.n.5_L, первичный элемент И 2.n.6, вторичный элемент И 2.n.7, первичный триггер 2.7n.8, вторичный триггер 2.n.9, первичный счетчик 2.n.10, вторичный счетчик 2.n.11, первичный корректируемый дешифратор 2.n.12 и вторичный дешифратор 2.n.13. Причем корректирующий вход 2.n.12-3 первичного корректируемого дешифратора 2.n.12 является корректирующим входом 2.n-7 n-го модельного элемента участка системы 2.n и соответствующим корректирующим входом 27_n блока модели системы 2.

Блок имитаторов состояний участков системы 3, входящий в общую структурную схему, предназначен для имитации циклического процесса функционирования производственной или телекоммуникационной системы с учетом отказов и восстановлений агрегатов участка, происходящих в случайные моменты времени. Структура блока имитаторов состояний участков системы 3 известна, детально описана в (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК 8 G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, Бюл. №26, фиг. 6), в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 8) и представлена на фиг. 8 данного описания. Блок имитаторов состояний участков системы 3 (см. фиг. 8) состоит из N≥2 имитаторов состояний участков системы 3.1-3N, каждый из которых содержит, например, для имитатора состояний участков системы 3.1: элемент И 3.1.1, одновибратор 3.1.2, счетчик 3.1.3, дешифратор 3.1.4, элемент НЕ 3.1.5, М≥2 генераторов случайных импульсов 3.1.6₁ - 3.1.6_М, элемент И-ИЛИ-НЕ 3.1.7 и элемент ИЛИ 3.1.8.

Блок формирования сигналов отказов 4 (фиг. 9), входящий в общую структурную схему, предназначен для регистрации и дешифровки результатов моделирования системы, поступающих с управляющего выхода блока проверки данных модели 6 или блока коррекции данных модели 7, а также учета и формирования численных значений количества изделий, изготовленных производственной системой или количества доведенных до абонента телекоммуникационной системы услуг в текущую смену. Структурная схема блока формирования сигналов отказов 4 известна, подробно описана в (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК 8 G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, Бюл. №26, фиг. 9), в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 9), а также приведена на фиг. 9 данного описания. Блок формирования сигналов отказов 4 (см. фиг. 9) содержит элемент ИЛИ 4.1, основной 4.2 и дополнительный 4.3 счетчики, основной 4.4 и дополнительный 4.5 дешифраторы.

Блок регистрации 5, входящий в общую структурную схему, предназначен для регистрации, учета и накопления статистических данных в интересах получения численных значений показателей надежности, безопасности и качества функционирования производственной или телекоммуникационной системы. Структура блока регистрации 5 известна, детально описана в (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК 8 G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, Бюл. №26, фиг. 10), в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 10) и представлена на фиг. 10 данного описания. Блок регистрации 5 (см. фиг. 10) состоит из основного элемента И 5.1, K (где K≥2) элементов И 5.2₁-5.2.К, делителя частоты 5.3, элемента ИЛИ 5.4, первичного 5.5, вторичного 5.6 и третичного 5.7 счетчиков, К≥2 счетчиков 5.8₁-5.8_K, четверичного счетчика 5.9, первичного 5.10, вторичного 5.11, третичного 5.12 и четверичного 5.13 дешифраторов, одновибратора 5.14, переключателя 5.15 и элемента НЕ 5.16.

Блок проверки данных модели 6, входящий в общую структурную схему, предназначен для анализа и регистрации истинных значений параметров моделируемых сигналов, характеризующих принадлежность конкретного сигнала состояния к пространству состояния безотказной работы системы (выполнения сменных заданий за оперативное время) либо к пространству отказов. Структура блока проверки данных модели 6 известна, детально описана в (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК 8 G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, Бюл. №26, фиг. 2), в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 11) и представлена на фиг. 11 данного описания. Блок проверки данных модели 6 (см. фиг. 11) состоит из селектора исходных данных 6.1 и преобразователя недостоверных данных 6.2.

Блок коррекции данных модели 7, входящий в общую структурную схему, предназначен для записи, хранения результатов анализа данных и математически корректного распознавания (определения) параметров, полученных в результате моделирования производственного или телекоммуникационного процесса, соотношение которых характеризует состояние безотказной работы системы (выполнения сменных заданий за оперативное время) или противоположное состояние - отказ системы, и преобразования этих данных из последовательного кода в параллельный с целью последующего продолжения моделирования производственного или телекоммуникационного процесса. Структура блока коррекции данных модели 7 известна, детально описана в (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК 8 G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08. 20.09.2009, Бюл. №26, фиг. 3), в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 12) и представлена на фиг. 12 данного описания. Блок коррекции данных модели 7 состоит (см. фиг. 12) из программируемого вычислителя 7.1, первичного 7.2 и вторичного 7.3 запоминающих элементов.

Контроллеры оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N, входящие в общую структурную схему, идентичны и предназначены для дешифровки, дополнительного сравнения и контроля кода, обуславливающего новое, достоверно и однозначно идентифицированное с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, значение оперативного времени для каждого конкретного модельного элемента участка системы. Структура контроллера оперативного времени модельных элементов (например, n-ого контроллера) 8_n, где n=1, 2, …, N, известна, детально описана в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 2) и представлена на фиг. 13 данного описания. Контроллер оперативного времени модельных элементов (например, n-ый контроллер) 8_n, где n=1, 2, …, N, (см. фиг. 13), состоит из дешифратора корректированного кода оперативного времени 8.1_n и регистра сравнения-коррекции оперативного времени 8.2_n.

Главный контроллер оперативного времени 9, входящий в общую структурную схему, предназначен для динамической коррекции значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для каждого модельного элемента любого из N участков производственной или телекоммуникационной системы. Структура главного контроллера оперативного времени 9 известна, детально описана в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 3) и представлена на фиг. 14 данного описания. Главный контроллер оперативного времени 9 (см. фиг. 14) состоит из регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 и элемента хранения нового значения оперативного времени 9.2.

Устройство для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени работает следующим образом. Известно, что с точки зрения обеспечения адекватности прогнозирования случайных событий, применяются процедуры динамической коррекции оперативного времени, выделяемого для выполнения системой задания. Это позволяет идентифицировать состояния безотказной работы (выполнение сменных заданий за оперативное время) и отказа системы в условиях непрерывной динамики смены ее состояний и с учетом влияющих факторов. Процедуры динамической коррекции оперативного времени подразумевают ввод новых значений этого параметра, причем эти значения могут задаваться в условиях комплексной неопределенности информации, которая проявляется одновременно в виде недостоверности и нечеткости данных о конкретных значениях времени выполнения сменного задания.

Иными словами, при динамической коррекции оперативного времени, состояния моделируемого случайного процесса в реальных системах зависят не только от количественно заданных значений времени выполнения конкретного сменного задания, но и от этих значений, задаваемых с учетом комплексной неопределенности, которая проявляется одновременно и совокупно в виде недостоверности и нечеткости информации.

Учет количественных значений вводимого (задаваемого, корректируемого в динамике) оперативного времени, учет комплексной неопределенности значений этого параметра - значений времени выполнения конкретного сменного задания, реализуемый в предложенном устройстве в интересах повышения достоверности моделирования и прогноза случайных событий, осуществляется в рамках методологических и математических процедур, основанных на известных результатах исследований в области теории нейро-нечетких сетей, изложенных в работах [1-6]. Анализ работ [1-6] позволяет сформировать математически корректный нейро-нечеткий алгоритм приведения заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме исходных данных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), к ближайшему полному и однозначному заданному множеству значений данного параметра.

Таким образом, в рамках моделирования и прогнозирования случайных событий, описывающих процессы функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры, и формируемых с учетом как количественно, так и качественно одновременно недостоверно и нечетко заданных (идентифицированных) значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), ряд прогнозируемых характеристик случайных событий моделируется на основе параметрически заданных значений оперативного времени, традиционными методами, а моделирование с учетом комплексной неопределенности значений оперативного времени (т.е., с учетом одновременно недостоверно и нечетко заданных значений времени выполнения сменного задания) путем последовательных преобразований с использованием методов теории ННС, сводится к возможности их относительно параметрического описания, т.е. осуществляется переход от одновременно недостоверно и нечетко поставленной задачи идентификации значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), к параметрической.

Известно [1-6], что с точки зрения дополнительной проверки и подтверждения с помощью процедур нейро-нечеткой верификации значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) с учетом комплексной неопределенности этих исходных данных для моделирования и прогнозирования различных состояний сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем, существует возможность определения этих значений, заданных как количественно, так и качественно одновременно недостоверно и нечетко. Эта возможность реализуется с использованием нейро-нечетких вычислительных методов и алгоритмов, позволяющих путем последовательных математических нейро-нечетких преобразований, осуществить переход от недостоверно и нечетко определенных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) к виду, пригодному для однозначного принятия достоверного решения о значениях этих временных параметров.

При этом вводимые значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для моделирования и прогнозирования случайных событий могут быть дополнительно проверенны и подтверждены на основе математических методов принятия решений в слабоструктурированных задачах - нейро-нечетких вычислительных методов и алгоритмов, которые достаточно просто могут быть аппаратно реализуемы в форме ННС. Нейро-нечеткие сети, основанные на них вычислительные методы и алгоритмы объединят в себе нейронные сети и нечеткую логику, собирают наилучшие свойства обоих методов, и в то же время освобождаются от их проблем. С одной стороны, такие структуры включают вычислительную мощность и способность к обучению нейронных сетей, а с другой стороны интеллектуальные возможности нейронных сетей усиливаются свойственными классическим способам «мышления» нечеткими правилами выработки решений [1, 2, 4].

Вычислительный нейро-нечеткий алгоритм такого класса состоит из пяти слоев по N вычислителей (нейронов) в каждом. При этом количество N вычислителей (нейронов) входного, промежуточных и выходного слоев соответствует количеству участков исследуемой производственной или телекоммуникационной системы и зависит от количества двоичных разрядов, достаточных для описания значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для этих различных участков системы, от количества экспертов и соответствующего количества входов устройств аппаратной реализации нейро-нечеткой сети. Причем N вычислителей (нейронов) в каждом слое ННС (в каждой ветви нейро-нечеткого алгоритма) отвечают за преобразование одновременно недостоверно и нечетко распознанных и определенных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) к виду, позволяющему однозначно и достоверно идентифицировать и трактовать значения этих временных параметров для моделирования и прогнозирования случайных событий.

В предлагаемом устройстве N может принимать значения от 2 (двух) до 50 (пятидесяти), соответствующие количеству входов микропроцессорной секции MPS K1804BC1, на базе которой построен элемент нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 (фиг. 2).

Нейро-нечеткие сети позволяют осуществить дополнительную проверку и подтверждение истинности характеристик моделируемых и прогнозируемых случайных событий, причем вывод этих характеристик значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для различных участков исследуемой производственной или телекоммуникационной системы, осуществляется на основе аппарата нечеткой логики, а параметры функций принадлежности настраиваются при помощи алгоритмов обучения многослойной нейронной сети, причем слои этой сети выполняют функции элементов алгоритма нечеткого вывода [1, 2, 4].

Классический алгоритм нечеткого вывода в ННС состоит из пяти функциональных этапов: этап фаззификации, на котором преобразующий численные входные значения в степени соответствия лингвистическим переменным; этап получения, записи и хранения нечетких правил, содержащий набор нечетких правил типа «Если-То»; этап получения, записи и хранения данных, на котором определяются функции принадлежности нечетких множеств, используемых в нечетких правилах; этап принятия решений, в рамках которого осуществляются операции вывода на основании имеющихся правил, а также этап дефаз-зификации, на котором преобразуются результаты вывода в численные значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) [1, 2].

На вход нейро-нечеткой сети поступает входной образ - данные, характеризующие численные новые входные значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) и распознанные, определенные как количественно, так и качественно - одновременно недостоверно и нечетко. Определяется, какие из данных, характеризующих значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания), в данный момент времени распознаны количественно, а какие данные идентифицированы одновременно недостоверно и нечетко. В целях дополнительной проверки и подтверждения, с помощью процедур нейро-нечеткой верификации, значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания), необходимо математически корректно, используя ННС, преобразовать в однозначные и достоверные данные.

При этом первый (входной) слой ННС реализует первый этап, процедуру фаззификации преобразования численных входных значений в степени соответствия лингвистическим переменным, характеризуемым функциями принадлежности для каждой входной переменной значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания). На первый вход первого слоя поступают входные сигналы, характеризующие конкретное значение одновременно недостоверно и нечетко заданного значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) x₁, на второй мнения экспертов x₂ о данном значении. На выходе слоя получаем значение функции принадлежности для этих сигналов. Параметры функций принадлежности для конкретных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) становятся весами связей для нейронов первого слоя ННС, и они могут модифицироваться в процессе обучения. В качестве функций принадлежностей входных и выходных переменных - значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), используется функция Гаусса в виде

где - параметры функции принадлежности для конкретных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), требующие настройки в процессе обучения ННС, значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для конкретного n-го участка исследуемой производственной или телекоммуникационной системы, поступающие на вход ННС.

Конфигурация связей второго слоя соответствует структуре правил:

Правило R₁: если x₁ есть и х₂ есть W₁,

Правило R₂: если x₁ есть и х₂ есть W₂,

Правило R_n: если x₁ естьи х₂ есть W_n,

где - нечеткие множества, элементы которых описывают одновременно недостоверно и нечетко заданные значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для различных n-ых участков исследуемой производственной или телекоммуникационной системы.

Тогда правило можно представить в виде нечеткой импликации (соединением двух высказываний в одно).

Второй слой реализует этап логического вывода. Число нейронов N во втором слое ННС равно количеству правил. Каждый узел слоя связан с предыдущим слоем таким образом, что узел второго слоя ННС, соответствующий n-му правилу, соединен со всеми нейронами первого слоя ННС, соответствующими нечетким множествам условий этого правила. Выходным значением второго слоя будет являться вес правила:

где - нечеткие множества, элементы которых описывают функции принадлежности для конкретных одновременно недостоверно и нечетко заданных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для различных n-ых участков исследуемой производственной или телекоммуникационной системы. Элементы третьего слоя осуществляют нормализацию степеней выполнения правил и вычисляют нормализованные значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания)

Четкие и достоверные значения вводимого в ходе коррекции оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для различных конкретных n-ых участков исследуемой производственной или телекоммуникационной системы, задающие заключение каждого нечеткого правила, в четвертом слое ННС рассматриваются как нечеткое множество с гауссовской функцией принадлежности. Адаптивные узлы четвертого слоя рассчитывают вклад каждого нечеткого правила в выход ННС по формуле, где символ (≈) характеризует одновременно недостоверность и нечеткость заданных параметров.

Пятый слой представляет собой реализацию функций дефазификации. На выходе пятого слоя формируется итоговые четкие и достоверные значения вводимого в ходе коррекции оперативного времени (времени выполнения сменного задания).

Этапы функционирования вычислительного нейро-нечеткого алгоритма, реализуемого ННС, подробно алгоритмически и аналитически описаны в [1, 2]. На выходе вычислительного нейро-нечеткого алгоритма имеем выходной образ данные, которые достоверно и однозначно характеризуют принадлежность значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) к пространству четких, достоверных, непротиворечивых, проверенных и подтвержденных значений.

Рассмотренный в [4-6] и детально описанный в [1, 2] вычислительный нейро-нечеткий алгоритм позволяет устранить комплексную неопределенность данных, характеризующих значения вводимого в ходе коррекции оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для конкретного участка исследуемой производственной или телекоммуникационной системы, позволяет однозначно распознать, проверить и подтвердить истинные значения этих временных параметров. А в конечном итоге, повысить достоверность моделирования и прогнозирования случайных событий, характеризующих поведение реальных сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры когда значения вводимого в ходе коррекции оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для различных конкретных участков таких систем имеют как количественно, так и качественно одновременно недостоверно и нечетко выраженный физический смысл.

Иными словами, анализ рассмотренных в [4-6] и детально описанных в [1, 2] нейро-нечетких вычислительных преобразований и этапов вычислительного нейро-нечеткого алгоритма позволяют сделать вывод о технической возможности реализации на их основе достоверной и однозначной идентификации существенных параметров моделируемых и прогнозируемых случайных событий с учетом как количественно заданных значений оперативного времени, так и с учетом комплексной неопределенности значений этого временного параметра времени выполнения сменного задания для различных участков производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры. Это позволяет снизить комплексную неопределенность, а, следовательно, повысить достоверность моделирования и прогнозирования реального процесса функционирования сложных систем в условиях динамической коррекции оперативного времени.

С учетом этого в заявленном устройстве осуществляется проверка и выявление значений оперативного времени в интересах достоверного прогнозирования случайных событий, описывающих процессы функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры в условиях динамической коррекции значений оперативного времени, выделяемого для выполнения такими системами сменного задания, когда эти значения могут обладать комплексной неопределенности, которая проявляется одновременно в виде недостоверности и нечеткости данных о конкретных значениях этого времени выполнения сменного задания.

Техническая реализация принципа повышения достоверности прогнозирования случайных событий в заявленном устройстве для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени осуществлена путем введения предварительной проверки и выявления значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемых и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности этих значений, а также дополнительной обработки и трансформирования, с использованием нейро-нечетких методов, значений этого параметра моделируемого случайного процесса, заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме, к виду, позволяющему достоверно и однозначно идентифицировать и трактовать вводимые значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для различных состояний исследуемого процесса функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры (в заявленном устройстве реализованы в рамках блока обработки оперативного времени 10).

Устройство для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени с динамической коррекцией значений этого оперативного времени (времени выполнения сменного задания на каждом конкретном модельном участке системы), достоверно и однозначно идентифицированных с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, работает следующим образом.

Перед началом работы устройства с помощью переключателя 1.3 блока управления 1 (см. фиг. 4) на второй вход 1.4-2 элемента И 1.4 блока управления 1 и на стробирующий вход 3.1.4-2 дешифратора 3.1.4 блока имитаторов состояний участков системы 3 подается «0». Затем, с выхода 1.1-1 формирователя импульсов 1.1 через сбросовый выход 12 блока управления 1 подается короткий импульс для установки блоков устройства в исходное состояние. По этому импульсу сбрасываются в ноль синхронный счетчик 1.5 блока управления 1, первичный 2.n.10 и вторичный 2.n.11 счетчики каждого из модельных элементов участка системы (в нашем примере - элемента 2.n, где ) блока модели системы 2, счетчик 3.1.3 блока имитаторов состояний участков системы 3, основной 4.2 и дополнительный 4.3 счетчики блока формирования сигналов отказов 4, первичный 5.5, вторичный 5.6, третичный 5.7, четверичный 5.9 счетчики, К счетчиков 5.8₁-5.8_K блока регистрации 5, 6.1 селектор исходных данных и 6.2 преобразователь недостоверных данных блока проверки данных модели 6, программируемый вычислитель 7.1 блока коррекции данных модели 7.

Установка начальных и последующих (в случае необходимости коррекции) значений оперативного времени заключается в установке на каждом из N входов «Коррекция оперативного времени» 01₁-01_N устройства (см. фиг. 1) логических значений кода, задающего значения времени выполнения сменного задания для каждого n-го модельного элемента участков системы.

Работа устройства с учетом не только количественно заданных значений оперативного времени, но и этих значений, задаваемых с учетом комплексной неопределенности, которая проявляется одновременно и совокупно в виде недостоверности и нечеткости информации об истинных значениях этого вводимого времени выполнения сменного задания для каждого n-го модельного элемента участков системы, происходит следующим образом (см. фиг. 1).

Если в ходе процесса функционирования системы инициировано внешнее динамическое управление оперативным временем для любого n-го модельного элемента участка системы, с внешнего устройства в десятичном коде (либо с помощью человека-оператора, либо с помощью специального управляющего устройства), через N входов «Коррекция оперативного времени» 01₁-01_N устройства на N входов 91₁-91_N главного контроллера оперативного времени 9 (см. фиг. 14) поступают новые, дополнительно вводимые в динамике управления, значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для каждого конкретного n-го модельного элемента участков системы, причем эти значения могут быть идентифицируемы как количественно, так и одновременно недостоверно и нечетко. Главный контроллер оперативного времени 9 может быть реализован в соответствии со схемой, изображенной на фиг. 14. При этом предполагается, что вводимые оператором извне, через N входов «Коррекция оперативного времени» 01₁-01_N устройства, управляющие (корректирующие) воздействия новые значения времени выполнения сменного задания для каждого n-го модельного элемента участков системы, гарантированно нуждаются в проверке и подтверждении, что эти значения априори обладают комплексной неопределенностью, что вводимые оператором новые значения оперативного времени заданы одновременно недостоверно и нечетко.

Динамическая коррекция идентифицируемых как количественно, так и одновременно недостоверно и нечетко значений оперативного времени для всех, нескольких из N или конкретного модельного элемента участков системы осуществляется в главном контроллере оперативного времени 9 следующим образом.

Новые, дополнительно вводимые в динамике управления процессом функционирования системы, идентифицируемые как количественно, так и одновременно недостоверно и нечетко значения оперативного времени для конкретных модельных элементов участков системы, в десятичном коде поступают через N входов 91₁-91_N главного контроллера оперативного времени 9 на N входов 9.1-1₁-9.1-1_N регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 (см. фиг. 14) для контроля и регистрации. С N выходов 9.1-2₁-9.1-2_N регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 новые, идентифицируемые как количественно, так и одновременно недостоверно и нечетко значения оперативного времени поступают на соответствующие N входов 9.2-1₁-9.2-1_N элемента хранения нового значения оперативного времени 9.2, который записывает и хранит в десятичном коде эти значения до момента введения очередного управляющего воздействия, а также со своих N выходов 9.2-2₁-9.2-2_N, через соответствующие N корректирующих выходов 92₁-92_N главного контроллера оперативного времени 9, передает эти новые, идентифицируемые как количественно, так и одновременно недостоверно и нечетко значения оперативного времени на N соответствующих входов 101₁-101_N блока обработки оперативного времени 10 для дополнительных проверки и преобразований.

Таким образом, с N корректирующих выходов 92₁-92_N главного контроллера оперативного времени 9 (фиг. 1) начальные и текущие, вводимые в ходе коррекции, значения времени выполнения сменного задания для каждого n-го модельного элемента участков системы, идентифицируемые как количественно, так и одновременно недостоверно и нечетко, поступают на N соответствующих входов 10₁-101_N блока обработки оперативного времени 10 для дополнительных проверки и выявления этих значений оперативного времени, задаваемых и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности, а также для обработки и трансформирования таких исходных данных, заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме, к виду, позволяющему достоверно и однозначно идентифицировать и трактовать значения этих исходных данных о значениях времени выполнения сменного задания для различных состояний исследуемого процесса.

Причем начальные и текущие значения времени выполнения сменного задания для каждого n-го модельного элемента участков системы (как предусмотрено в устройстве-прототипе), которые могут быть заданы как количественно, так и одновременно в недостоверной и нечеткой форме, и вводимые в рамках динамического управления (коррекции) оператором устройства этим параметром оперативным временем, изначально поступают в двоичном коде на N соответствующих входов 91₁-91_N главного контроллера оперативного времени 9 с N соответствующих входов «Коррекция оперативного времени» 01₁-01_N устройства (см. фиг. 1).

При этом подразумевается, что вводимые оператором извне, через N входов «Коррекция оперативного времени» 01₁-01_N устройства, управляющие (корректирующие) воздействия новые значения времени выполнения сменного задания для каждого n-го модельного элемента участков системы, гарантированно нуждаются в проверке и подтверждении, что эти значения априори обладают комплексной неопределенностью, что вводимые оператором новые значения оперативного времени заданы одновременно недостоверно и нечетко.

Реализация процедур проверки и выявления значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемых и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности этих значений, а также процедур математически корректной обработки и трансформирования, с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, таких исходных данных, заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме к виду, позволяющему достоверно и однозначно их идентифицировать и трактовать, осуществляется в блоке обработки оперативного времени 10 следующим образом.

С N корректирующих выходов 92₁-92_N главного контроллера оперативного времени 9 начальные и текущие, вводимые в ходе коррекции, значения времени выполнения сменного задания для каждого n-го модельного элемента участков системы, идентифицируемые как количественно, так и одновременно недостоверно и нечетко, поступают и записываются в двоичном коде через N соответствующих входов 101₁-101_N на N соответствующих входов 10.1-1₁-10.1-1_N счетчика оперативного времени 10.1 блока обработки оперативного времени 10 (фиг. 2).

Блок обработки оперативного времени 10 может быть реализован в соответствии со схемой, предложенной на фиг. 2. Последовательное сравнение по количеству разрядов поступающих от блока 9 в двоичном коде исходных данных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), идентифицируемых как количественно, так и одновременно недостоверно и нечетко, а также принятие решения об их математической природе значения оперативного времени заданы параметрически, количественно или обладают комплексной неопределенностью и заданы, в нашем случае, весами связей для нейронов первого слоя ННС (выступающими как параметры функций принадлежности нечетких множеств для реализации правил ННС), осуществляется в счетчике оперативного времени 10.1 и регистре хранения оперативного времени 10.2 блока обработки оперативного времени 10 следующим образом.

Изначально корректирующая информация, т.е., вводимые количественные данные и данные о начальных и текущих значениях оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемые качественно одновременно недостоверно и нечетко, поступающая с N корректирующих выходов 92₁-92_N главного контроллера оперативного времени 9, различается по количеству разрядов: для записи в двоичном коде количественной информации достаточно 5 (пяти) разрядов двоичного кода, тогда как информация, обладающая комплексной неопределенностью несет в себе помимо обычного числа еще и характеристику весов связей для нейронов первого слоя ННС (параметров функций принадлежности), что объективно требует использования не менее 10 (десяти) разрядов двоичного кода для записи и хранения нейро-нечеткой информации - одновременно недостоверно и нечетко заданных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания). С учетом этого факта построены счетчик оперативного времени 10.1 и регистр хранения оперативного времени 10.2 блока обработки оперативного времени 10.

Счетчик оперативного времени 10.1 и регистр хранения оперативного времени 10.2 блока обработки оперативного времени 10 рассчитаны на фиксацию и хранение пяти разрядов поступающей информации, если количество разрядов превышает данную цифру, значит, с точки зрения математики эта информация - вводимые в динамике управления (корректируемые) начальные и текущие значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания), поступает в качественной форме обладают одновременно недостоверностью и нечеткостью. Это значит, что данные значения (значения оперативного времени) априори заданы с учетом комплексной неопределенности и нуждаются в дополнительной проверке и подтверждении с помощью процедур нейро-нечетких вычислительных преобразований. В этом случае и счетчик оперативного времени 10.1 и регистр хранения оперативного времени 10.2 блока обработки оперативного времени 10 выполняют функции транзитного узла, причем, с N-разрядного информационного выхода 10.2-1 регистра хранения оперативного времени 10.2 эта информация в двоичном коде сразу поступает для дополнительной математически корректной обработки и трансформирования, с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), заданных и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности, на N-разрядный вход 10.3-1 (вход I₁-I_N) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 (см. фиг. 2).

Если на N входов 101₁-101_N и на N соответствующих входов 10.1-1₁-10.1-1_N счетчика оперативного времени 10.1 блока обработки оперативного времени 10 поступает в двоичном коде информация (значения оперативного времени) в количестве пяти разрядов, значит эта информация поступает в однозначной, достоверной форме, имеет количественный смысл и через N-разрядный выход 10.1-2 счетчика оперативного времени 10.1 поступает на N-разрядный вход 10.2-2 регистра хранения оперативного времени 10.2 (см. фиг. 2).

Регистр хранения оперативного времени 10.2 записывает эту информацию и со своего N-разрядного прямого выхода 10.2-4 направляет эти данные на N-разрядный прямой вход 10.4-3 запоминающего элемента 10.4 блока обработки оперативного времени 10. Запоминающий элемент 10.4 блока обработки оперативного времени 10 записывает эти параметрические данные изначально количественно заданные оператором значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания), преобразует эти данные из последовательного кода в параллельный и направляет эти данные (количественно заданные, не требующие дополнительной проверки и подтверждения, с помощью нейро-нечетких преобразований, значения оперативного времени) со своих N выходов 10.4-2₁-10.4-2_N через N выходов 102₁-102_N блока обработки оперативного времени 10 на корректирующие входы 82₁-82_N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 82₁-82_N (см. фиг. 1).

Данные, характеризующие значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания), определенные, распознанные в счетчике оперативного времени 10.1 и сохраненные в регистре хранения оперативного времени 10.2 блока 10, как одновременно недостоверные и нечеткие, и нуждающиеся в дополнительной обработке и трансформировании с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований (с помощью ННС), поступают с N-разрядного информационного выхода 10.2-1 регистра хранения оперативного времени 10.2 на N-разрядный вход 10.3-1 (I₁-I_N) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 (см. фиг. 2).

Элемент нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 осуществляет запись, хранение результатов анализа кода, характеризующего значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания), и математически корректное нейро-нечеткое преобразование (верификацию) значений этого кода. Нейро-нечеткое преобразование, т.е. дополнительная проверка и подтверждение с помощью ННС истинных значений исходных данных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме к виду, позволяющему достоверно (полно, непротиворечиво) идентифицировать и трактовать значения этих параметров, осуществляется в элементе нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 следующим образом (см. фиг. 2).

Элемент нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 (см. фиг. 2) технически реализуется на базе программируемого вычислителя, т.е., программируемой (с точки зрения матрицы весов связей для нейронов первого слоя ННС, являющихся параметрами функций принадлежности, формулируемых экспертами и вводимых в ходе коррекции вместе с новыми значениями оперативного времени) микропроцессорной секции, например, серийно выпускаемой MPS К1804 ВС1, выполняющей роль программируемого параллельного арифметико-логического устройства (АЛУ), реализующего вычислительный нейро-нечеткий алгоритм работы пятислойной ННС прямого распространения сигнала, такой, как ANFIS (Adaptive-Network-Based Fuzzy Inference System -адаптивная сеть нечеткого вывода) и описанный в работах [1, 2].

Если информация с N-разрядного информационного выхода 10.2-1 регистра хранения оперативного времени 10.2 на N-разрядный вход 10.3-1 (I₁-I_N) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 не поступает, соответственно не поступает команда, инициирующая начало процедуры нейро-нечеткого преобразования значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) на вход 10.3-2 разрешения выходов A (OE_I) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3.

В этом случае N выходов A (A₁-A_N) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 заблокированы и на N соответствующих входов 10.4-11 10.4. I_N запоминающего элемента 10.4 блока обработки оперативного времени 10 данные не поступают.

В противном случае есть сигнал на входе 10.3-2 разрешения выходов A (OE_I) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 и одновременно недостоверные и нечеткие значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) с N-разрядного информационного выхода 10.2-1 регистра хранения оперативного времени 10.2 поступают на N-разрядный вход 10.3-1 (I₁-I_N) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3, выполняющего функции программируемого параллельного АЛУ и способного реализовать вычислительный нейро-нечеткий алгоритм работы пятислойной ННС прямого распространения.

Элемент нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 (см. фиг. 2), реализующий функции программируемого параллельного АЛУ, опираясь на запрограммированные значения элементов матрицы весов связей для нейронов первого слоя ННС - аналитически описанные параметры функций принадлежности, формулируемые экспертами и вводимые в ходе коррекции вместе с новыми значениями оперативного времени, осуществляет процедуру вычисления в соответствии с вычислительным нейро-нечетким алгоритмом работы пятислойной ННС прямого распространения сигнала, подробно описанным в работах [1, 2].

При этом входные разряды (ячейки) I₁-I_N N-разрядного входа 10.3-1 (входа I) соответствуют разряду (1, …, N) последовательного кода, поступающего этот на N-разрядный вход 10.3-1 (вход I) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 и являются равноправными N входами нейронов первого слоя ННС, на который подаются значения N разрядов кода, имеющего физический смысл одновременно недостоверно и нечетко определенных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания). Набор прямых и обратных связей ННС (см. фиг. 3), программно реализованный в рамках элемента нейро-нечеткой обработки 10.3, позволяет учитывать весовые коэффициенты для нейронов первого слоя ННС аналитически описанных параметров функций принадлежности, формулируемых экспертами и вводимых в ходе коррекции наряду с новыми значениями оперативного времени, на основе реализации нейро-нечеткого вычислительного алгоритма, описанного выражениями (1)-(7) данного описания, получать на N выходах A (A₁-A_N) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 значения N разрядов параллельного кода, имеющего физический смысл дополнительно проверенных и математически корректно подтвержденных, достоверно и однозначно идентифицированных с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, значений оперативного времени, т.е., значений времени выполнения сменного задания для каждого n-го модельного элемента участков системы, определенных на основе достоверных (полных) исходных данных.

В рамках заявленного устройства, реализуя нейро-нечеткие вычислительные преобразования, типичные для традиционной пятислойной ННС прямого распространения сигнала (см. фиг. 3), подробно описанные в работах [1, 2] и иллюстрируемые выражениями (1)-(7) данного описания, с точки зрения теории ННС элемент нейро-нечеткой обработки 10.3 блока обработки оперативного времени 10 выполняет арифметико-логические функции: фаззификации, т.е., преобразования численных входных значений в степени соответствия лингвистическим переменным (функции первого слоя ННС); записи и хранения нечетких правил, представляющих собой набор нечетких правил типа «Если-То» (функции второго слоя ННС); записи и хранения данных, определяющих функции принадлежности нечетких множеств, используемых в нечетких правилах (функции третьего слоя ННС); принятия решений, т.е., совершения операции вывода на основании имеющихся правил (функции четвертого слоя ННС) и функции дефаззификации, нацеленные на преобразование результатов вывода в численные значения исходных данных о значениях оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для исследуемого процесса (функции пятого, выходного слоя ННС).

Причем подача на n-ый, где n=1, 2, …, N, вход (I_n) N-разрядного входа 10.3-1 (входа I) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 значения разряда кода, характеризующего одновременно недостоверно и нечетко идентифицированные значения времени выполнения сменного задания для этого n-го модельного элемента участков системы, инициирует выдачу с соответствующего n-го выхода (A_n) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 (с выхода суммирующего выходного нейрона пятого слоя ННС данных n-го нейрона четвертого, предпоследнего слоя) запрограммированного, согласно алгоритму реализации нейро-нечетких вычислительных преобразований, описанных в [1, 2], значения дополнительно проверенного и математически корректно подтвержденного, достоверно и однозначно идентифицированного оперативного времени, т.е., достоверного значения вводимого оператором времени выполнения сменного задания для конкретного n-го модельного элемента участков системы (фиг. 2).

В результате, на N выходах A (A₁-A_N) элемента нейро-нечеткой обработки 10.3 и на N соответствующих входах 10.4-1₁-10.4.1_N запоминающего элемента 10.4 блока обработки оперативного времени 10 (см. фиг. 2), получаем информацию, характеризующую (на основе анализа, полученного в рамках работы ННС) дополнительно проверенные и математически корректно подтвержденные, достоверно и однозначно идентифицированные значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) в интересах повышения достоверности прогнозирования исследуемых случайных процессов. Запоминающий элемент 10.4 блока обработки оперативного времени 10 (см. фиг. 2) записывает, хранит и выдает через N своих соответствующих выходов 10.4-2₁-10.4.2_N и N соответствующих выходов 102₁-102_N блока обработки оперативного времени 10 на корректирующие входы 82₁-82_N N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N (см. фиг. 1) код, содержащий либо изначально количественно, достоверно и однозначно заданные оператором в ходе коррекции значения оперативного времени, либо дополнительно проверенные и математически корректно подтвержденные, достоверно и однозначно идентифицированные результаты нейро-нечеткого анализа значений этого временного параметра код, однозначно (полно) и численно определяющий значения времени выполнения сменного задания для каждого n-го модельного элемента участков исследуемой системы.

Таким образом, на корректирующих входах 82₁-82_N N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N, отвечающих за дешифровку, сравнение с предыдущими значениями и контроль кода, обуславливающего оперативное время, имеем значения дополнительно проверенных и математически корректно подтвержденных, достоверно, полно и однозначно идентифицированных с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, значений оперативного времени для каждого конкретного модельного элемента участка системы, поступающих с N соответствующих выходов 102₁-102_N блока обработки оперативного времени 10.

Тем самым обеспечивается прогнозирование случайных событий с учетом как количественно заданных значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), так и с учетом комплексной неопределенности этих значений. Новые, достоверно и однозначно идентифицированные с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, значения оперативного времени для каждого конкретного модельного элемента участка системы поступают через корректирующие входы 82₁-82_N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N и корректирующие входы 27₁-27_N блока модели системы 2 на корректирующие входы 2.1-7-2.N-7 модельных элементов участков системы 2.1-2.N и на корректирующие входы 2.1.12-3-2.N.12-3 первичных корректируемых дешифраторов 2.1.12-2.N.12 (см. фиг. 6) в виде логических значений кода, задающего эти достоверно, четко идентифицированные и конкретные численные значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для каждого n-го модельного элемента участков системы.

Далее прогнозирование случайных событий, но теперь с динамической коррекцией значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания на каждом конкретном модельном участке системы), достоверно идентифицированных с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, осуществляется так, как описано в устройстве-прототипе, следующим образом.

При получении с выхода 1.1-1 формирователя импульсов 1.1 через сбросовый выход 12 блока управления 1 короткого импульса для установки блоков устройства в исходное состояние, первичный 2.n.8 и вторичный 2.n.9 триггеры каждого из модельных элементов участка системы (в нашем случае - на примере некоторого элемента 2.n - фиг. 6) блока модели системы 2 и делитель частоты 5.3 блока регистрации 5 устанавливаются в единичное состояние, М генераторов случайных импульсов 3.1.6₁-3.1.6_M каждого из имитаторов 3.1-3.N блока имитаторов состояний участков системы 3 приводятся в исходное состояние, соответствующее работоспособному состоянию всех агрегатов исследуемой производственной или телекоммуникационной системы.

С помощью переключателя 1.3 блока управления 1 подается уровень «1», соответствующий режиму «Работа», на второй вход 1.4-2 элемента И 1.4 блока управления 1 (на первом входе 1.4-1 которого в этот момент присутствует «1») и на стробирующий вход 3.1.4-2 дешифратора 3.1.4 блока имитаторов состояний участков системы 3, тем самым разрешая его работу. На выходе 1.4-4 элемента И 1.4 блока управления 1 появляются импульсы генератора тактовых импульсов 1.2, распределитель импульсов на синхронном счетчике 1.5 и дешифраторе 1.6 начинает работать. На М контрольных выходах 14₁-14_N блока управления 1 поочередно появляются единичные импульсы, синхронизирующие работу всего устройства. Контрольные выходы 14₁-14_N блока управления 1 подключены к контрольным входам 24₁-24_N блока модели системы 2, соединенным с контрольными входами 2.n.2₁-2.n-2_M каждого из модельных элементов участка системы (в нашем случае - на примере элемента 2.n, см. фиг. 6) блока модели системы 2.

Каждый из N модельных элементов участка системы (например, элемент 2.n блока модели системы 2, совместно с соответствующим имитатором 3.n состояния участков системы блока имитаторов состояний участков системы 3) предназначен для моделирования циклического процесса функционирования одного из участков производственной или телекоммуникационной системы с учетом отказов и восстановлений агрегатов участка, происходящих в случайные моменты времени.

Работу каждого из N имитаторов состояний участков системы блока имитаторов состояний участков системы 3 поясним на примере имитатора состояний участков системы 3.1 (т.е. n=1). Имитатор состояний участков системы 3.1. работает следующим образом (фиг. 8).

На второй вход 3.1-3 имитатора 3.1 через синхронизирующий вход 33 блока имитаторов состояний участков системы 3 при работе устройства поступает тактовая последовательность импульсов с синхронизирующего выхода 13 (с выхода 1.6-3 дешифратора 1.6) блока управления 1. Помимо этого, тактовая последовательность импульсов с синхронизирующего выхода 13 блока управления 1 поступает на синхронизирующий вход 23 блока модели системы 2, синхронизирующий вход 43 блока формирования сигналов отказов 4, синхронизирующий вход 53 блока регистрации 5, синхронизирующий вход 63 блока проверки данных модели 6, синхронизирующий вход 73 блока коррекции данных модели 7. Частота импульсов последовательности задает масштаб моделирования процесса функционирования производственной или телекоммуникационной системы, т.е. интервалу времени между двумя соседними импульсами последовательности соответствует определенный интервал реального времени функционирования производственной или телекоммуникационной системы.

На третьем входе 3.1-4 имитатора 3.1 во время работы устройства присутствует единичный сигнал, поступающий через управляющий вход 34 блока имитаторов состояний участков системы 3 с управляющего выхода 15 блока управления 1. На четвертом входе 3.1-1 имитатора 3.1, соединенном с одним из N возможных групповых выходов 71₁-71_N блока коррекции данных модели 7 и с одним из N возможных групповых выходов 68₁-68_N блока проверки данных модели, единичный сигнал появляется в момент поступления требующего обработки изделия на участок системы. По переднему фронту этого сигнала одновибратор 3.1.2 формирует короткий импульс, сбрасывающий в ноль счетчик 3.1.3 имитатора состояний участков системы 3.1 блока имитаторов состояний участков системы 3.

Счетчик 3.1.3 и дешифратор 3.1.4 (фиг. 8) используются для распределения импульсов задания циклограммы работы агрегатов участка производственной или телекоммуникационной системы. После сброса счетчика 3.1.3 в ноль на его счетный вход 3.1.3-1 начинают поступать тактовые импульсы. Моменты включения и выключения отдельных агрегатов участка моделируются появлением и исчезновением единичных импульсов на соответствующих агрегатам выходах 3.1.4-3₁-3.1.4-3_M дешифратора 3.1.4. Единичный сигнал с m-го (m=1, …, М) выхода 3.1.4-3_m дешифратора 3.1.4 поступает на управляющий вход 3.1.6-2_m m-го генератора случайных импульсов 3.1.6_m и обеспечивает в нем процессы, имитирующие возможный отказ m-го агрегата во включенном состоянии (принимается допущение, что в выключенном состоянии износа агрегата не происходит и он отказать не может).

В случае, если m-ый агрегат находится в работоспособном состоянии, чему соответствует нулевой сигнал на выходе 3.1.6-3_m m-го генератора случайных импульсов 3.1.6_m, на выходе 3.1.7-3 элемента И-ИЛИ-НЕ 3.1.7 присутствует единичный сигнал, поступающий через соответствующий (в нашем случае первый) групповой выход 35₁ блока имитаторов состояний участков системы 3 на информационный вход 81₁ соответствующего (в нашем случае первого) контроллера оперативного времени модельных элементов 8₁, а затем, после проверки в блоке 8₁ соответствия введенному, достоверно и однозначно идентифицированному в блоке 10 с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, значению времени выполнения сменного задания (оперативного времени) на конкретном (в нашем случае первом) модельном элементе участка системы, на соответствующий (в нашем случае первый) групповой вход 25₁ блока модели системы 2. Это свидетельствует о нормальном ходе технологического или телекоммуникационного процесса на n-ом (в нашем случае первом, n=1, где n может принимать значения ) участке исследуемой производственной или телекоммуникационной системы. Если m-й агрегат отказывает в момент времени, когда он должен согласно циклограмме участвовать в обработке изделия или в передаче информации, то на выходе 3.1.6-3_m m-го генератора случайных импульсов 3.1.6 т появляется единичный сигнал, на выходе 3.1.7-3 элемента И-ИЛИ-НЕ 3.1.7 нулевой сигнал, который через соответствующий контроллер оперативного времени модельных элементов 8₁ передается на групповой вход 25₁ блока модели системы 2 и воспринимается блоком модели системы 2 как сигнал о нарушении хода технологического или телекоммуникационного процесса на n-ом (в нашем случае - первом, где n=1, …, N) участке исследуемой производственной или телекоммуникационной системы. В этом случае счетчик 3.1.3 и дешифратор 3.1.4 (фиг. 8) останавливаются до момента восстановления отказавшего агрегата производственной или телекоммуникационной системы (принимается допущение, что отказы агрегатов носят необесценивающий характер).

Тем самым, время, затрачиваемое участком производственной или телекоммуникационной системы на обработку одного изделия или предоставление одной телекоммуникационной услуги, при имитации отказов агрегатов увеличивается на время восстановления их работоспособного состояния.

Законы распределения (и их параметры) длительности импульсов на выходе генератора случайных импульсов 3.1.6_m (время восстановления m-го агрегата) и длительности пауз между ними (работоспособное состояние агрегата) выбираются на основании статистических данных о наработке на отказ и времени восстановления агрегатов, работающих в аналогичных производственных или телекоммуникационных системах.

После того как на n-ом (в нашем случае - первом, где n=1, …, N) участке закончена обработка изделия, единичный сигнал появляется на (М+1)-ом выходе 3.1.4-3_M+1 дешифратора 3.1.4 и через инвертор элемент НЕ 3.1.5 запрещает прохождение тактовых импульсов на вход 3.1.3-1 счетчика 3.1.3. Счетчик 3.1.3 и дешифратор 3.1.4 останавливаются вплоть до момента поступления на четвертый вход 3.1.1 имитатора состояний участков системы 3.n (в нашем примере 3.1) переднего фронта очередного импульса, соответствующего поступлению на участок очередного изделия.

Информация о ходе технологического или телекоммуникационного процесса на участках поступает с N групповых выходов 35₁-35_N блока имитаторов состояний участков системы 3 через информационные входы 81₁-81_N и информационные выходы 83₁-3_N соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N (фиг. 13), и далее, через N групповых входов 25₁-25_N блока модели системы 2 (фиг. 5) на третьи входы 2.n-3 каждого n-ого из N модельных элементов участка системы (в нашем примере - на входы элемента 2.n, см. фиг. 6).

Работу каждого из N модельных элементов участка системы (фиг. 5) рассмотрим на примере функционирования некоторого абстрактного n-ого (где п=1, …, L, …, N) модельного элемента участка системы 2.n. Модельный элемент участка системы 2.n работает следующим образом (фиг. 6). После подачи на первый вход 2.7_n-1 модельного элемента участка системы 2.n импульса установки исходного состояния устройства первичный триггер 2.n.8 находится в единичном состоянии, вторичный триггер 2.11.9, первичный 2.7_n.10 и вторичный 2.n.11 счетчики - в нулевом. Первичный триггер 2.7_n.8 предназначен для фиксации наличия на участке изделия, вторичный триггер 2.7_n.9 - для фиксации факта окончания обработки изделия агрегатами участка, т.е., завершения очередной фазы технологического или телекоммуникационного процесса.

Моделирование процесса функционирования участков производственной или телекоммуникационной системы осуществляется непосредственно после установки режима «Работа» с помощью переключателя 1.3 блока управления 1. Единичный сигнал, обуславливающий наличие на n-ом (где п=1, …, L, …, N) из N возможных участков требующего обработки изделия, с прямого выхода 2.n.8-3 первичного триггера 2.n.8 поступает на один из N групповых входов 61₁-61_N блока проверки данных модели 6 для процедуры селекции сигналов состояния, характеризуемых однозначными и неоднозначными (неполными) параметрами и в соответствии с принятым решением о логико-математической природе этих параметров этот единичный сигнал поступает сразу на вход соответствующего n-го имитатора состояния участка системы 3.n, либо поступает сначала на вход 74 блока коррекции данных в составе N-разрядного кода для контрольного распознавания, а уже затем единичный сигнал состояния, характеризуемый однозначными параметрами поступает на вход соответствующего n-го имитатора состояния участка системы 3.n и запускает счетчик 3.n.3 и дешифратор 3.n А, работающие в соответствии с циклограммой функционирования агрегатов участка производственной или телекоммуникационной системы. Сигнал с выхода 3.n-5 соответствующего n-го имитатора состояния участка системы 3.n поступает через соответствующий n-ый контроллер оперативного времени модельных элементов 8_И на третий вход 2.7_n-3 n-ого модельного элемента участка системы 2.n. Если агрегат участка, производящий в данный момент времени обработку изделия, находится в работоспособном состоянии (единичный сигнал на третьем входе 2.n-3 n-ого модельного элемента участка системы 2.n), то тактовые импульсы с первого 2.n-1 и с вторых 2.n-2₁-2.n-2_M входов n-ого модельного элемента участка системы 2.n поступают через первичный 2.n.6 и вторичный 2.n.7 элементы И на счетные входы 2.n.10-1 и 2.n.11-2 первичного 2.n.10 и вторичного 2. и. 11 счетчиков соответственно (см. фиг. 6). Если же агрегат участка, производящий в данный момент времени обработку изделия, отказывает, то на третьем входе 2.n-3 модельного элемента участка системы 2.n появляется сигнал нулевого уровня и содержимое вторичного счетчика 2.n.11 перестает увеличиваться.

Вторичный счетчик 2.n.11 (см. фиг. 6) фиксирует чистое (без учета остановок технологического или телекоммуникационного процесса за счет отказов агрегатов) время обработки изделия или оказания телекоммуникационной услуги на участке, первичный счетчик 2.n.10 время его нахождения там до момента завершения обработки или момента окончания предоставления телекоммуникационной услуги.

Первичный корректируемый дешифратор 2.n.12 (см. фиг. 6) настроен на корректируемый двоичный код оперативного времени, т.е. код текущего или вновь введенного, достоверно и однозначно идентифицированного в блоке 10 с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, времени, выделяемого для реализации определенной фазы технологического или телекоммуникационного процесса. На корректирующий вход 2.7_n.12-3 первичного корректируемого дешифратора 2.7_n.12 через соответствующий корректирующий вход 2.n-7 n-го модельного элемента участка системы 2.7_n и соответствующий корректирующий вход 27_n блока модели системы 2 с корректирующего выхода 84_n соответствующего n-ого контроллера оперативного времени модельных элементов 8_n поступают новые, вновь вводимые в динамике функционирования устройства, достоверно и однозначно идентифицированные в блоке 10 (с помощью ННС) значения времени выполнения сменного задания (оперативного времени) на конкретном (в нашем случае n-ом) модельном элементе участка системы.

Вторичный дешифратор 2.7_n.13 настроен на код времени, необходимого для обработки изделия или время оказания телекоммуникационной услуги безотказно работающими агрегатами участка.

Момент окончания обработки изделия или момент окончания предоставления телекоммуникационной услуги моделируется появлением единичного сигнала на выходе 2.n.13-2 вторичного дешифратора 2.n.13 и установкой вторичного триггера 2.n.9 в единичное состояние. Вторичный счетчик 2.n.11 при этом обнуляется. На втором выходе 2.n-8 n-ого модельного элемента участка системы 2.n (см. фиг. 6) появляется единичный сигнал, означающий завершение участком соответствующей фазы технологического или телекоммуникационного процесса и готовность изделия для передачи следующему (n+1)-ому участку. На инверсном выходе 2.n.9-4 вторичного триггера 2.n.9 появляется нулевой сигнал, который запрещает дальнейшее увеличение содержимого первичного счетчика 2.n.10.

Единичный сигнал со второго выхода 2.n-8 n-ого модельного элемента участка системы 2.n (см. фиг. 6), свидетельствующий о завершении обработки изделия участком производственной или телекоммуникационной системы, поступает на пятый вход 2.(n+1)-5 следующего (n+1)-ого модельного элемента участка системы 2.(n+1), выполняющего следующую фазу технологического или телекоммуникационного процесса. Если этот участок готов к приему изделия (единичный сигнал на инверсном выходе первичного триггера 2.(n+1).8), то срабатывает соответствующий элемент И 2.(n+1).5_l (где l=1, …, L) и первичный триггер 2.(n+1).8 переходит в единичное состояние. Этим имитируется принятие изделия последующим участком.

Одновременно единичный сигнал с прямого выхода 2. и.9-3 вторичного триггера 2.n.9 (см. фиг. 6) поступает на третий выход 2.n-9 принимающего изделие модельного элемента участка системы 2.n. Этот выход соединен с четвертым входом 2.(n-1)-4 предыдущего (n-1)-ого передающего модельного элемента участка системы 2.(n-1), и единичный сигнал устанавливает первичный 2.(n-1).8, вторичный 2.(n-1).9 триггеры и первичный счетчик 2.(n-1).10 (n-1)-ого передающего модельного элемента участка системы 2.(n-1) в нулевое состояние. Таким образом, моделируется освобождение участка производственной или телекоммуникационной системы и его готовность к приему на обработку очередного изделия.

Если последующий, в нашем примере некоторый (n+1)-й участок из N не готов к приему изделия (т.е. в этот момент на нем уже обрабатывается изделие), то изделие остается на предыдущем n-ом участке до момента освобождения последующего.

Наличие L элементов И (2.n.5₁-2.n.5_L) в модельных элементах участка системы необходимо для синхронизации приема на участок изделий от нескольких параллельно работающих участков, выполняющих предшествующую фазу технологического или телекоммуникационного процесса. С помощью синхронизации исключается возможность моделирования одновременного приема на участок нескольких изделий, что в реальных производственных или телекоммуникационных системах рассматриваемого класса невозможно.

Если обработка изделия n-ым участком завершена по истечении действующего оперативного времени, достоверно и однозначно идентифицированного в блоке 10 (с помощью ННС), то в момент его окончания, на выходе 2.n.12-2 первичного корректируемого дешифратора 2.n.12 появляется единичный сигнал, который поступает на второй выход 2.n-8 n-ого модельного элемента участка системы 2.n. Этот сигнал свидетельствует об отказе участка производственной системы. За отказ участка системы, обладающего непополняемым временным резервом, принимается несвоевременное выполнение им соответствующей фазы технологического или телекоммуникационного процесса обработки изделия (предоставления телекоммуникационной услуги), т.е. отказ возникает тогда, когда фаза технологического или телекоммуникационного процесса еще не завершена, а действующее оперативное время уже истекло (время восстановления агрегатов участка превышает непополняемый временной резерв).

Для фиксации количества отказов участков производственной или телекоммуникационного системы, что иногда бывает необходимо для выявления наиболее узких мест системы, может быть использована любая типовая регистрирующая аппаратура (не показана), позволяющая производить подсчет единичных импульсов. Для этого ее входы должны быть подключены ко вторым выходам (входам 2.n-8 для элемента 2.n) каждого из N модельных элементов участка системы.

Рассмотрим работу блока модели системы 2 (фиг. 6), используя выбранную в качестве примера структуру производственной или телекоммуникационной системы, схема которой представлена на фиг. 5.

Производственная или телекоммуникационная система состоит из N=6 участков, часть из которых (III, IV, V) имеют невысокую производительность и поэтому работают параллельно, реализуя одну из фаз технологического или телекоммуникационного процесса (фиг. 5). При построении блока модели производственной или телекоммуникационной системы (фиг. 6) принимается допущение, что на входе системы имеется неограниченный запас сырья (ресурса) для производства изделий или предоставления телекоммуникационных услуг. Это имитируется подачей с синхронизирующего входа 23 на пятый вход 2.1-5 первого модельного элемента участка системы 2.1 уровня «1». Принимается также допущение, что прием готовых изделий на склад или доведение телекоммуникационных услуг до абонентов телекоммуникационной системы с участка VI производится без задержки. Поэтому четвертый вход 2.6-4 VI-го модельного элемента участка системы 2.6 подключен к его второму выходу 2.6-8.

При моделировании процесса изготовления изделия или предоставления телекоммуникационных услуг имитируется его передача от участка, завершившего очередную фазу технологического или телекоммуникационного процесса, к участку, реализующему следующую фазу. При параллельной работе нескольких участков (III, IV, V) изделие передается тому из них, который в момент передачи свободен. Если же свободно несколько участков, то передача изделия может осуществляться одному из них произвольным образом. Количество параллельно работающих участков при составлении модели системы и построении блока модели системы 2 ограничено количеством L элементов И (2.n.5₁-2.n.5_L) в модельных элементах участка системы. Количество последовательно работающих участков при построении блока модели системы 2 ограничивается лишь количеством участков, имеющихся в реальной производственной или телекоммуникационной системе.

На каждом из N=6 участков производственной или телекоммуникационной системы возможна динамическая коррекция (см. фиг. 5) оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемого как количественно, так и с учетом комплексной неопределенности значений этого временного параметра моделируемого случайного процесса, когда задаваемое (корректируемое) оперативное время для различных участков системы имеют как количественно, так и качественно одновременно недостоверно и нечетко выраженный физический смысл.

При работе устройства каждый импульс на управляющем выходе 26 блока модели системы 2 соответствует изготовленному производственной системой изделию или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге. Эти импульсы поступают на управляющий вход 67, блока проверки данных модели 6 (фиг. 11), а на N групповых входов 611 61_N блока проверки данных модели 6 поступают данные о наличие изделия требующего обработки или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги на n (где n=1, …, L, …, N) модельных участках системы.

Блок проверки данных модели 6 может быть реализован в соответствии со схемой, предложенной на фиг. 11. Алгоритм его работы детально описан в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликован 27.05.2015, Бюл. №15).

В блоке проверки данных модели 6 осуществляется анализ и регистрация истинных значений параметров моделируемых сигналов, характеризующих принадлежность конкретного сигнала состояния к пространству состояния безотказной работы системы (выполнения сменных заданий за достоверно и однозначно идентифицированное в блоке 10 оперативное время), либо к пространству отказов. Процедура селекции сигналов о выполнении сменных заданий и принятие решения о характере этих данных осуществляется в селекторе исходных данных 6.1 блока проверки данных модели 6. Данные на N групповых входах 61₁-61_N блока проверки данных модели 6, которые априори аутентифицированы как сигналы о наличие изделия требующего обработки или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги на n (где n=1, …,L, …, N) модельных участках производственной системы, поступают на N групповых входов селектора исходных данных 6.1, который рассчитан на хранение в каждой ячейке определенного количества разрядов поступающей информации. Импульсы, поступающие на управляющий вход R×D селектора исходных данных 6.1, априори (изначально, до верификации) аутентифицированы как сигналы об изготовленном производственной системой изделие или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуги.

Если единичный сигнал, обуславливающий наличие на n-ом (где п=1, …, L, …, N) из N возможных модельных участков требующего обработки изделия или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги, присутствует больше чем на L из N возможных групповых входах селектора исходных данных, где L - количество параллельно работающих модельных участков, значит, с точки зрения математики - эта кодовая последовательность содержит избыточность, обусловливающую неоднозначность (неполноту) данных, характеризующих об изготовленном производственной системой изделии или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге. В этом случае с разрешающего выхода МТ селектора исходных данных 6.1 на разрешающий вход DST преобразователя 6.2 поступает в двоичном коде команда, инициирующая начало регистрации данных, характеризующих неоднозначные (неполные) сигналы о наличие на n≥L из N возможных модельных участках требующего обработки изделия или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги и начало преобразования этих данных из параллельного кода в последовательный. Преобразователь недостоверных данных 6.2 регистрирует полученные через свои N групповые входы данные, признанные селектором исходных данных 6.1 неоднозначными (неполными) и преобразовывает их из параллельного кода в последовательный. При этом с запрещающего выхода DSR преобразователя 6.2 на инверсный запрещающий вход селектора исходных данных 6.1 поступает в двоичном коде команда, инициирующая запрет трансляции информации с N групповых выходов селектора исходных данных 6.1 на соответствующие N групповые выходы 68₁-68_N блока проверки данных модели 6. Последовательный код неоднозначных (неполных) данных с N-разрядного выхода преобразователя 6.2 через N-разрядный выход 64 блока проверки данных модели 6 поступает на 74 N-разрядный вход блока коррекции данных 7. С выхода T×D преобразователя 6.2 через сигнальный выход 65 блока проверки данных модели 6 на сигнальный вход 75 блока коррекции данных 7 поступает сигнал об изготовленном производственной системой изделии или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуги, необходимый для процедуры верификации.

Если с N групповых входов 61₁-61_N блока проверки данных модели 6 (фиг. 11) на N групповых входов селектора исходных данных 6.1 и на N групповых входов преобразователя 6.2 поступают однозначные (полные) данные о наличие на n<L из N возможных модельных участках производственной системы изделия требующего обработки или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги, то в этом случае, не получая на свой разрешающий вход DST соответствующую команду, преобразователь недостоверных данных 6.2 запирает свой N -разрядный выход и выход T×D, а селектор исходных данных 6.1 транслирует параллельный код, характеризующий однозначные (полные) данные о наличие на n<L из N возможных модельных участках производственной системы изделия требующего обработки или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги, со своих N групповых выходов 6.1-7₁-6.1-7_N через соответствующие N групповые выходы 68₁-68_N блока проверки данных модели 6 на соответствующие N групповые входы 311 31?/ блока имитаторов состояний участков системы 3 (фиг. 8), а с выхода T×D селектора исходных данных 6.1 через управляющий выход 66 блока проверки данных модели 6 на управляющий вход 41 блока формирования сигналов отказов 4 (фиг. 9) поступают однозначные (полные) сигналы импульсы об изготовленном производственной системой изделии или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге.

Данные, характеризующие неоднозначные (неполные) сигналы о наличии на n≥L из N возможных модельных участках требующего обработки изделия или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги, идентифицированные в блоке проверки данных модели 6 (фиг. 11) как неоднозначные (неполные) и нуждающиеся в верификации, поступают с N-разрядного выхода 64 блока проверки данных 6 на N-разрядный вход 74, а сигнал об изготовленном производственной системой изделие или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге с сигнального выхода 65 блока проверки данных модели 6 поступает на сигнальный вход 75 блока коррекции данных модели 7, который осуществляет запись, хранение и регистрацию результатов анализа распознавания и математически корректную верификацию n (n<L) модельных участков, на которых изготовлено изделие.

Блок коррекции данных модели 7 может быть реализован в соответствии со схемой, предложенной на фиг. 12. Алгоритм его работы детально описан в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликован 27.05.2015, Бюл. №15).

Преобразование определенных и распознанных неоднозначно (неполно) исходных данных, характеризующих сигналы о наличие на п≥L из N возможных модельных участках требующего обработки изделия или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги, к виду, пригодному для однозначного принятия решения о том, на каких именно n<L из N возможных модельных участках присутствует требующего обработки изделие или заявка на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги, осуществляется в программируемом вычислителе 7.1 блока коррекции данных модели 7 (фиг. 12).

Программируемый вычислитель 7.1 блока коррекции данных модели 7 (см. фиг. 12) технически реализуется, как показано в прототипе (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликован 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 11) и реализует вычислительный алгоритм экстраполирующей нейронной сети (ЭНС), который детально описан в работе [11]. Неоднозначно (неполно) определенные исходные данные, характеризующие сигналы о наличии изделия требующего обработки или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги на n≥L из N возможных модельных участках производственной системы, и изготовлении производственной системой изделия или доведения до абонента телекоммуникационной системы услуги, поступают на вход 7.1-1 и N-разрядный вход 7.1-2 программируемого вычислителя 7.1, реализующего функции программируемого параллельного АЛУ.

Программируемый вычислитель 7.1, реализующий функции программируемого параллельного АЛУ, опираясь на запрограммированные значения элементов матрицы весов аналитически описанные причинно-следственные когнитивные мнения о данных, формулируемые экспертами, осуществляет процедуру вычисления (экстраполяции) в соответствии с алгоритмом ЭНС, как показано в устройстве-прототипе. При этом входные ячейки E₁-En соответствуют разряду (1, …, N) последовательного кода, поступающего на N-разрядный вход 7.1-2 программируемого вычислителя 7.1 и вместе с синхронизирующим входом 7.1-4 являются равноправными (N+1) входами ((N+1)_вх) вычислителей (нейронов) входного слоя S_a ЭНС, на N входов которой подаются значения N разрядов кода, имеющего физический смысл неоднозначно (неполно) определенных данных о наличие изделия требующего обработки или заявки на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги на п≥L из N возможных модельных участках производственной системы и на (N+1)-ый вход - сигнал, имеющий физический смысл неоднозначно (неполно) определенных данных об изготовленном производственной системой изделие. Причем подача на n-ый, где n=1, 2, …, N, вход 7.1-2 программируемого вычислителя 7.1 значения разряда кода, характеризующего неоднозначно (неполно) на каких n≥L модельных участках производственной системы присутствует изделие, инициирует выдачу с соответствующего n-го выхода 7.1-6₁-7.1-6_N программируемого вычислителя 7.1 (выхода n-го нейрона выходного слоя St,) запрограммированного, согласно вычислительного алгоритма ЭНС, значения математически корректно преобразованного, относительно разряда кода, характеризующего на каких именно n<L модельных участках производственной системы присутствует изделие или заявка на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги.

В результате, на N групповых выходах 7.1-6₁ - 7.1-6_N программируемого вычислителя 7.1 и на соответствующих N групповых входах 7.3-1₁-7.3-1_N запоминающего элемента 7.3 получаем информацию, характеризующую (на основе анализа полученного в рамках ЭНС результата) на каких именно n<L из N возможных модельных участках производственной системы присутствует изделие или заявка на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги, преобразованный (верифицированный) в интересах однозначной идентификации состояния производственной или телекоммуникационной системы.

Первичный запоминающий элемент 7.2 записывает, хранит и выдает со своего выхода 7.2-2 через соответствующий управляющий выход 76 блока коррекции данных модели 7 на соответствующий управляющий вход 41 блока формирования сигналов отказов 4 единичный сигнал - импульс, содержащий верифицированные результаты, соответствующие изготовленному производственной системой изделию или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге.

Вторичный запоминающий элемент 7.2 записывает, хранит и выдает со своих N выходов 7.3-2₁-7.3-2_N через соответствующую группу N выходов 71₁-71_N блока коррекции данных модели 7 на соответствующие N входы 31₁-31_N блока имитаторов состояний участков системы 3 код, содержащий верифицированные данные на каких именно n<L модельных участках производственной системы присутствует изделие или заявка на предоставление абоненту телекоммуникационной системы услуги.

При поступлении на соответствующий вход 41 блока формирования сигналов отказов 4 (см фиг. 9) единичного сигнала импульса, содержащего результаты, соответствующие изготовленному производственной системой изделию или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге, дополнительный счетчик 4.3 блока формирования сигналов отказов 4 фиксирует значения количества изделий, изготовленных производственной системой или количество доведенных до абонента телекоммуникационной системы услуг в текущую смену и передает эту информацию в двоичном коде на вход 4.5-1 дополнительного дешифратора 4.5. Когда это количество (χ _{и (у)}) достигает запланированного на смену (сменное задание за достоверно и однозначно идентифицированное в блоке 10 оперативное время выполнено), то на выходе дополнительного дешифратора 4.5 блока формирования сигналов отказов 4 появляется кратковременный единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 4.1 осуществляет сброс основного 4.2 и дополнительного 4.3 счетчиков.

Основной счетчик 4.2 фиксирует поступающие из блока 6 или блока 7 однозначные (полные) значения, соответствующие изготовленному производственной системой изделию или доведенной до абонента телекоммуникационной системы услуге, а также получая из блока 10 через соответствующие блоки 8₁-81_N, блок 2, затем блок 6 или блок 7 достоверно и однозначно идентифицированные в блоке 10 (с помощью ННС) значения времени выполнения сменного задания, передает эту информацию в двоичном коде на вход 4.4-1 основного дешифратора 4.4.

Если действующее на данный момент, достоверно и однозначно идентифицированное в блоке 10 (с помощью ННС) время выполнения сменного задания (t_всз) выполняется с опозданием, то на выходе 4.4-2 основного дешифратора 4.4 блока формирования сигналов отказов 4 появляется единичный сигнал, свидетельствующий об отказе производственной или телекоммуникационной системы (невыполнении в срок сменного задания).

Сформированные однозначные (полные) сигналы о выполнении сменных заданий за достоверно и однозначно идентифицированное в блоке 10 (с помощью ННС) оперативное время, с выхода 4.5-2 дополнительного дешифратора 4.5 через сигнальный выход 45 блока формирования сигналов отказов 4 поступают на сигнальный вход 55 блока регистрации (фиг. 10) и фиксируются вторичным счетчиком 5.6, ведущем учет объема (в сменных заданиях) выпущенной продукции или оказанных телекоммуникационных услуг. Сигналы отказов поступают с выхода 4.5-2 дополнительного дешифратора 4.5 через информационный выход 44 блока формирования сигналов отказов 4 на информационный вход 54 блока регистрации 5. По переднему фронту каждого такого сигнала одновибратор 5.14 формирует короткий импульс, который фиксируется четверичным счетчиком 5.9, ведущим учет количества отказов. Кроме того, этот импульс фиксируется одним из счетчиков 5.8₁-5.8_K, предназначенных для получения гистограммы наработки на отказ системы. Сигнал отказа с информационного входа 54 блока регистрации 5 поступает через элемент ИЛИ 5.4 на сбросовый вход 5.5-2 первичного счетчика 5.5, вход 5.3-2 делителя частоты 5.3 и сбрасывает их в ноль. После окончания сигнала отказа первичный счетчик 5.5 начинает считать импульсы, поступающие с выхода 5.3-3 делителя частоты 5.3. Коэффициент деления делителя частоты 5.3 задает величину интервалов гистограммы. Третичный счетчик 5.7, на вход 5.7-2 которого поступают тактовые импульсы, фиксирует время функционирования производственной или телекоммуникационной системы.

С учетом того, что в заявленном устройстве осуществляется не только динамическая коррекция значений оперативного времени для всех, нескольких из N или конкретного модельного элемента участков системы осуществляется (в главном контроллере оперативного времени 9), но и выявление значений этого корректируемого оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемых и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности этих значений, а также для обработка и трансформирование значений этого параметра моделируемого случайного процесса, заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме к виду, позволяющему достоверно идентифицировать и трактовать вводимые значения оперативного времени (в блоке обработки оперативного времени 10), через соответствующие N выходов 102₁-102_N блока обработки оперативного времени 10, эти новые, достоверно и однозначно идентифицированные в блоке 10 (с помощью ННС) значения оперативного времени поступают на корректирующие входы 82₁-82_N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N.

Дешифровка и контроль кода, обуславливающего новые, достоверно и однозначно идентифицированные в блоке 10 значения оперативного времени для каждого конкретного модельного элемента участка системы осуществляется в контроллерах оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N следующим образом (см. фиг. 13).

Дешифратор корректированного кода оперативного времени 8.1_n (см. фиг. 13) контроллера оперативного времени модельных элементов 8_n осуществляет преобразование десятичного кода, обуславливающего новое, вводимое в процессе управления, достоверно и однозначно идентифицированное с помощью ННС, значение времени выполнения сменного задания на конкретном n-ом модельном элементе участка системы, в двоичный код, передачу этого нового значения на проверочный вход 8.2_N-2 регистра сравнения-коррекции оперативного времени 8.2_N для анализа и выдачу нового, достоверно и однозначно идентифицированного значения оперативного времени в двоичном коде через корректирующие выходы 84₁-4_N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N на корректирующие входы 27₁-27_N блока модели системы 2, затем на корректирующие входы 2.1-7-2.N-7 модельных элементов участков системы 2.1 2.N и на корректирующие входы 2.1.12-3-2.N.12-3 первичных корректируемых дешифраторов 2.1.12-2.N.12 (см. фиг. 6).

В регистре сравнения-коррекции оперативного времени 8.2_n контроллера оперативного времени модельных элементов 8_n осуществляется дополнительная проверка соответствия действующего оперативного времени с изначальным и вновь вводимым, достоверно и однозначно идентифицированным с помощью ННС, оперативным временем и формирование на выходе контроллера оперативного времени модельных элементов 8_n единичного сигнала, характеризующего соответствие нового, достоверно и однозначно идентифицированного оперативного времени требуемому значению с учетом коррекции и дополнительной проверки, а также подтверждающего нормальный ход технологического или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной или телекоммуникационной системы.

При этом на информационных входах 81₁-81_N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N, а значит и на информационных входах 8.2₁-1-8.2_N-1 регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.2₁-8.2_N, присутствуют единичные сигналы (из блока 3), характеризующие соответствие нового, достоверно и однозначно идентифицированного оперативного времени действующему требуемому значению и подтверждающие нормальный ход технологического или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной или телекоммуникационной системы. Регистры сравнения-коррекции оперативного времени 8.2₁-8.2_N (см. фиг. 13) регистрируют изначальный код (записанный при подготовке устройства к работе, т.е. начальное оперативное время) и сравнивают его с вновь вводимым в динамике управления, достоверно и однозначно идентифицированным кодом нового оперативного времени, который поступает через проверочные входы 8.2₁-2-8.2_N-2.

Причем, коррекция на информационных выходах 8.2₁-3-8.2_N-3 соответствующих регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.2₁-8.2_N единичных сигналов, характеризующих соответствие оперативного времени вновь введенному (корректированному), достоверно и однозначно идентифицированному значению и подтверждающих нормальный ход технологического или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной или телекоммуникационной системы, осуществляется следующим образом. Если на проверочных входах 8.2₁-2-8.2_N-2 соответствующих регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.2₁-8.2_N есть сигнал, обуславливающий новое, вводимое в динамике управления оперативное время, достоверно и однозначно идентифицированное с помощью ННС, этот сигнал идентифицируется как приоритетный, и именно с новым оперативным временем происходит идентификация (сравнение норма - не норма) хода технологического или телекоммуникационного процесса. Если на проверочных входах 8.2₁-2 - 8.2_N-2 соответствующих регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.2₁-8.2_N нет сигнала, обуславливающего новое, вводимое в динамике управления оперативное время, достоверно и однозначно идентифицированное с помощью ННС, то приоритетными признаются ранее записанные значения кода, задающего начальное (предыдущее) оперативное время.

Таким образом, с корректирующих выходов 84₁-4_N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8_N на корректирующие входы 27₁-27_N блока модели системы 2, а следовательно, и на корректирующие входы 2.1-7-2.N-7 модельных элементов участков системы 2.1-2.N и на корректирующие входы 2.1.12-3 - 2.N.12-3 первичных корректируемых дешифраторов 2.1.12 - 2.N.12 (см. фиг. 6) поступают логические значения кода, задающего новые, вводимые в динамике управления процессом, достоверно и однозначно идентифицированные с помощью ННС, значения оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для каждого n-го модельного элемента участков системы.

С информационных выходов 83₁-83_N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 8₁-8N на соответствующие групповые входы 25₁-25_N блока модели системы 2 поступают проверенные, с точки зрения соответствия новому оперативному времени, достоверно и однозначно идентифицированному в блоке 10, единичные сигналы, характеризующие соответствие оперативного времени этому действующему на данный момент требуемому значению и подтверждающие нормальный ход технологического или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной или телекоммуникационной системы.

Статистические данные для получения численных значений показателей надежности, безопасности и качества функционирования производственной или телекоммуникационной системы накапливаются в счетчиках блока регистрации 5 (см. фиг. 10) после проведения одной реализации процесса функционирования системы. Проведение такой реализации может быть закончено автоматически либо по достижении заданного объема выпущенной продукции или заданного объема предоставленных абонентам телекоммуникационных услуг 10²÷10³ сменных заданий (выход 51 блока регистрации 5 при этом подключен с помощью переключателя 5.15 к выходу 5.11-2 вторичного дешифратора 5.11), либо по истечении заданного времени моделирования (выход 51 блока регистрации 5 при этом подключен с помощью переключателя 5.15 к выходу 5.12-2 третичного дешифратора 5.12), либо при достижении заданного количества отказов производственной или телекоммуникационной системы (выход 51 блока регистрации 5 подключен с помощью переключателя 5.15 к выходу 5.13-2 четверичного дешифратора 5.13). Проведение реализации может быть закончено и с помощью снятия сигнала «Работа» переключателем 1.3 блока управления 1. Автоматическое прекращение моделирования происходит при появлении нулевого сигнала на выходе 51 блока регистрации 5. Этот сигнал поступает на вход 11 блока управления 1 и запрещает выдачу тактовых импульсов, обеспечивающих работу всего устройства.

Накапливаемые в счетчиках блока регистрации 5 статистические данные, полученные с учетом не только коррекции оперативного времени (в главном контроллере оперативного времени 9), но с возможностью выявления значений этого корректируемого оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемых и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности этих значений, а также обработки и трансформирования значений этого временного параметра моделируемого случайного процесса, заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме к виду, позволяющему достоверно идентифицировать и трактовать вводимые значения оперативного времени (в блоке обработки оперативного времени 10), позволяют осуществлять прогнозирование случайных событий с учетом изменяющихся внешних воздействий, позволяют определять относительно достоверные численные значения оценок надежности, безопасности и качества функционирования производственной или телекоммуникационной системы, в том числе вероятность невыполнения сменных заданий на выпуск продукции или оказание телекоммуникационных услуг (отношение содержимого четверичного счетчика 5.9 к содержимому вторичного счетчика 5.6), производительность производственной или телекоммуникационной системы (показания вторичного счетчика 5.6 делятся на показания третичного счетчика 5.7 с учетом масштаба моделирования), эмпирическое распределение наработки производственной или телекоммуникационной системы на отказ (по показаниям счетчиков 5.8₁-5.8_K) и другие показатели.

Таким образом, предлагаемое устройство для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени обеспечивает повышение достоверности прогнозирования случайных событий с учетом как количественно заданных значений корректируемого оперативного времени (времени выполнения сменного задания) в рамках моделируемых процессов функционирования сложной производственной или телекоммуникационной системы, так и с учетом комплексной неопределенности значений этого временного параметра моделируемого случайного процесса.

Повышение достоверности прогнозирования случайных событий в заявленном устройстве для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени происходит за счет реализуемых в блоке обработки оперативного времени 10 процедур проверки и выявления значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемых и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности этих значений, а также процедур математически корректной обработки и трансформирования, с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, таких исходных данных, заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме к виду, позволяющему достоверно их идентифицировать и трактовать.

Анализ принципа работы заявленного устройства для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени показывает очевидность того факта, что наряду с сохраненными и описанными в прототипе возможностями по динамической коррекции значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания) для каждого модельного элемента любого из N участков производственной или телекоммуникационной системы, устройство способно повысить достоверность формирования прогнозных оценок состояний случайного процесса, характеризующего реальное поведение сложной производственной или телекоммуникационной системы в условиях, когда задаваемое (динамически корректируемое) оперативное время выполнения для различных сменных заданий, влияющих на состояния этого случайного процесса, имеют как количественно, так и качественно - одновременно недостоверно и нечетко выраженный физический смысл.

Заявленное устройство для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени, при условии, когда под отказом понимается наличие (и количество) признаков вредоносной активности в инфраструктуре индустриального и образовательного Умного города, выявленных за оперативное время, может быть использовано аудиторами безопасности для оценки и прогнозирования такой вредоносной активности за это оперативное время (время выполнения сменного задания время анализа) в системах гибридной интеллектуальной аналитической обработки данных с компонентами объяснимого глубокого обучения.

Данное устройство обеспечивает повышение степени адекватности моделируемых и прогнозируемых ситуаций, повышение уровня достоверности прогнозирования случайных событий, происходящих в реальных системах в условиях одновременно как недостоверной, так и нечеткой информации о значениях временных параметров моделирования и прогнозирования, когда в динамике работы, например, реального вычислительного комплекса, корректируемое оперативное время задано оператором субъективно, неточно, неопределенно (имеет место комплексная неопределенность этого параметра), т.е., не только в виде количественной меры, но и в виде одновременно недостоверно и нечетко заданных значений времени выполнения сменного задания, создавая потенциальную возможность (опасность) неопределенности, неточности, а в конечном итоге ошибочности итоговых прогнозных оценок случайных событий. Это существенно расширяет область применения устройства, расширяет функциональные возможности вычислительных и иных систем, ориентированных на достоверный текущий и прогностический контроль надежности, безопасности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных и телекоммуникационных систем произвольной структуры, где заявленное устройство для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени будет использовано.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Fuller R. Introduction to Neuro-Fuzzy Systems. Advances in Soft Computing Series. Springer Verlag, Berlin, 1999. 289 p.

2. Хижняков Ю.Н. Алгоритмы нечеткого, нейронного и нейро-нечеткого управления в системах реального времени. - Пермь: ПНИПУ, 2013. - 160 с.

3. Паращук И.Б., Михайличенко Н.В. Особенности применения нейро-нечетких моделей для систем поддержки принятия решений в задачах оценки эффективности функционирования специализированных дата-центров // Информация и космос.№1, 2019. С. 84-88.

4. Андриевская Н.В., Резников А.С., Черанев А.А. Особенности применения нейро-нечетких моделей для задач синтеза систем автоматического управления. // Фундаментальные исследования. Технические науки. №11. - 2014. С. 1445-1449.

5. Рогозин О. В. Нейро-нечеткая адаптивная система поддержки принятия инновационного решения. // Образовательные технологии. №3. - 2011. С. 100-110.

6. Нестерук Г.Ф., Куприянов М.С., Елизаров СИ. К решению задачи нейро-нечеткой классификации. // Сборник трудов VI Междунар. конф. SCM'2003. - СПб.: СПГЭТУ, 2003. т. 1. С. 244-246.

7. Иваненко В.И., Лабковский В.А. Проблема неопределенности в задачах принятия решений. Киев: Наукова думка. 1990. 136 с.

8. Паращук И.Б., Башкирцев А.С., Михайличенко Н.В. Анализ уровней и видов неопределенности, влияющей на принятие решений по управлению информационными системами // Информация и космос. №1, 2017. С. 112-120;

9. Баюк О.А., Браилов А.В., Денежкина И.Е. и др. Принятие финансовых решений в условиях сравнительной неопределенности. М.: Вузовский учебник. 2014. 106 с.

10. Военная системотехника и системный анализ. Модели и методы подготовки и принятия решений в сложных организационно-технических комплексах в условиях неопределенности и многокритериальности. / Под ред. Б.В. Соколова. СПб.: ВИКУ им. А.Ф. Можайского, 1999. 496 с.

11. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс, 2-е издание.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. - 1104 с.

Формула изобретения

1. Устройство для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени, содержащее блок управления (1), блок модели системы (2), блок имитаторов состояний участков системы (3), блок формирования сигналов отказов (4), блок регистрации (5), блок проверки данных модели (6), блок коррекции данных модели (7), N≥2 идентичных контроллеров оперативного времени модельных элементов (8₁-8_N) и главный контроллер оперативного времени (9), при этом выход (51) блока регистрации (5) подключен к входу (11) блока управления (1), сбросовый выход (12) блока управления (1) соединен со сбросовым входом (32) блока имитаторов состояний участков системы (3), сбросовым входом (22) блока модели системы (2), сбросовым входом (42) блока формирования сигналов отказов (4), сбросовым входом (52) блока регистрации (5), сбросовым входом (62) блока проверки данных модели (6) и сбросовым входом (72) блока коррекции данных модели (7), причем М≥2 контрольных выходов (14₁-14_M) блока управления (1) подключены к соответствующим М контрольным входам (24₁-24_M) блока модели системы (2), синхронизирующий выход (13) блока управления (1) подключен к синхронизирующему входу (33) блока имитаторов состояний участков системы (3), синхронизирующему входу (23) блока модели системы (2), синхронизирующему входу (43) блока формирования сигналов отказов (4), синхронизирующему входу (53) блока регистрации (5), синхронизирующему входу (63) блока проверки данных модели (6) и синхронизирующему входу (73) блока коррекции данных модели (7), при этом управляющий выход (15) блока управления (1) соединен с управляющим входом (34) блока имитаторов состояний участков системы (3), N групповых входов (31₁-31_N) которого подключены к N соответствующим групповым выходам (71₁-71_n) блока коррекции данных модели (7) и к N соответствующим групповым выходам (68₁-68_N) блока проверки данных модели (6), N-разрядный выход (64) которого соединен с N-разрядным входом (74) блока коррекции данных модели (7), сигнальный выход (65) блока проверки данных модели (6) соединен с сигнальным входом (75) блока коррекции данных модели (7), а N групповых входов (61₁-61_N) блока проверки данных модели (6) соединены с соответствующими групповыми выходами (21₁-21_N) блока модели системы (2), информационный (54) и сигнальный (55) входы блока регистрации (5) соединены соответственно с информационным (44) и сигнальным (45) выходами блока формирования сигналов отказов (4), управляющий вход (41) которого подключен к управляющему выходу (66) блока проверки данных модели (6) и управляющему выходу (76) блока коррекции данных модели (7), управляющий вход (67) блока проверки данных модели (6) подключен к управляющему выходу (26) блока модели системы (2), при этом N групповых выходов (35₁-35_N) блока имитаторов состояний участков системы (3) соединены с информационными входами (81₁-81_N) соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов (8₁-8_N), информационные выходы (83₁-83_N) которых соединены с соответствующими групповыми входами (25₁-25_N) блока модели системы (2), корректирующие входы (27₁-27_N) которого подключены к корректирующим выходам (84₁-84_N) соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов (8₁-8_N), отличающееся тем, что дополнительно введен блок обработки оперативного времени (10), предназначенный для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени (времени выполнения сменного задания), задаваемых и идентифицируемых с учетом комплексной неопределенности этих значений, а также математически корректной обработки и трансформирования, с помощью нейро-нечетких вычислительных преобразований, таких исходных данных, заданных одновременно в недостоверной и нечеткой форме к виду, позволяющему достоверно их идентифицировать и трактовать, при этом корректирующие входы (82₁-82_N) N контроллеров оперативного времени модельных элементов (8₁-8_N) подключены к N соответствующим выходам (102₁-102_N) блока обработки оперативного времени (10), N входов (101₁-101_N) которого соединены с соответствующими N корректирующими выходами (92₁-92_N) главного контроллера оперативного времени (9), входы (91₁-91_N) которого являются соответствующими N входами «Коррекция оперативного времени» (01₁-01_N) устройства.

2. Устройство для осуществления процедур проверки и выявления значений оперативного времени по п. 1, отличающееся тем, что блок обработки оперативного времени (10) состоит из счетчика оперативного времени (10.1), регистра хранения оперативного времени (10.2), элемента нейро-нечеткой обработки (10.3) и запоминающего элемента (10.4), N выходов (10.4-2₁-10.4-2_N) которого являются соответствующими N выходами (102₁-102_N) блока обработки оперативного времени (10), N-разрядный вход (10.3-1) элемента нейро-нечеткой обработки (10.3) соединен с N-разрядным информационным выходом (10.2-1) регистра хранения оперативного времени (10.2), вход (10.3-2) разрешения выходов А элемента нейро-нечеткой обработки (10.3) соединен с разрешающим выходом (10.2-3) регистра хранения оперативного времени (10.2), N выходов A (A₁-A_N) элемента нейро-нечеткой обработки (10.3) соединены с соответствующими N входами (10.4-1₁-10.4-1_N) запоминающего элемента (10.4), N-разрядный прямой выход (10.2-4) регистра хранения оперативного времени (10.2) соединен с N-разрядный прямым входом (10.4-3) запоминающего элемента (10.4), N-разрядный вход (10.2-2) регистра хранения оперативного времени (10.2) подключен к N-разрядному выходу (10.1-2) счетчика оперативного времени (10.1), N входов (10.1-1₁-10.1-1_N) которого являются соответствующими входами (101₁-101_N) блока обработки оперативного времени (10).