среда, 20 января 2016 г.

315. Методика быстрой генерации Самоорганизующихся больших IT-Систем для промышленности

Пролетело несколько десятилетий, но сегодня ставятся прежние задачи, обсуждаются те же IT-проекты. К сожалению, напрочь отсутствуют элементарные подходы к обмену опытом, обширной кооперации, тиражированию типовых IT-решений, максимальной унификации и стандартизации, стратегии ведения работ на долгосрочную перспективу, но с ежегодным практическим результатом. Прибыль компаний, уровень «маржи», как правило, не имеют ничего общего с реальным вкладом в импортозамещение и развитие отечественных IT-технологий.

Вести разработку для каждого холдинга или компании, и даже, отдельные разработки для военного и гражданского секторов – крайне неэффективный путь. На поверхности лежат постулаты других простых общесистемных походов и научно-технических политик (тиражирование, унификация, стандартизация и др.), широко известных еще 70 лет назад.


Ученые утверждают, что программное обеспечение должно выйти на следующий виток развития и обрести два новых качества, свойственных живым организмам, – адаптируемость и адаптивность. Основным свойством Систем будущего названа сложность Самоорганизации и поведения. А для этого они должны быть выполнены по технологии Self*, т.е. быть самоконфигурируемыми, саморегулируемыми и самоадаптируемыми.

Вектор на импортозамещение, провозглашённый Президентом России Путиным В.В., касается и IT (информационные технологии), где западное ПО (программное обеспечение) превышает 70%. А с учётом западной парадигмы (совокупность идей и понятий), которая завладела умами всего российского IT-сообщества, можно с уверенностью сказать, что это все 100%. Но Россия может иметь свою национальную IT-парадигму, основанную на Самоорганизующихся Системах, которых в мире, кроме нашей Smart-MES, нет. И это будет являться качественно новым революционным скачком России в области IT для всей промышленности, включая и оборонную.

На российские софтверные компании приходится не более 2,5% мирового рынка программного обеспечения. А это позорно мало для Великой России при наличии у неё такого уникального российского Самоорганизующегося софта как Smart-MES, которого во всём мире даже нет и в помине, и который легко может на порядок увеличить данную цифру. А для отечественной промышленности этот софт может быть просто базовым, кардинально изменив российскую IT-школу. К тому же существующее традиционное отечественное и западное ПО практически не адаптивно для широкого использования в промышленности.

Данная инновационная технология представляет собой реальную возможность быстрого импортозамещения устаревших западных идеологий IT для промышленности на революционную когнитивную Методику генерации Самоорганизующихся IT-Систем.

Способность Систем усложнять свою собственную структуру называется Самоорганизацией. Самоорганизующаяся Система способна без участия человека усложнять свою структуру, обеспечивая этим максимальное улучшение потребительских свойств. О реальной же возможности Самоорганизации IT-Систем история до сего момента ещё не знала. Но вот в России фирма ИнформСистем разработала революционную технологию создания таких Самоорганизующихся Систем, которая может быть использована для разработки Систем любого уровня: ERP, MES, SCADA и др.

Краткая суть Самоорганизации заключается в самостоятельном объединении множества задач в одну задачу с оптимизацией и с изменением структуры компьютерного программного кода. Суть же новейшей технологии IT-Самоорганизации в том, что весь конкретный исполнительный программный код для конкретного предприятия и для конкретной ситуации генерируется автоматически с текста на Метаязыке. При этом создаётся именно такой машинный код со скоростными высочайшими характеристиками, который просто невозможно получить иными средствами, помимо Самоорганизации.

Вопрос: зачем нужна Самоорганизация софта – является риторическим. Без Самоорганизации не может быть ни прогресса в IT, ни технологий Self*, ни мультиагентных и ни интеллектуальных Систем. Если мы желаем равняться на Запад по уровню развитости IT, то нам не следует его догонять, а необходимо через него перепрыгнуть. И это могут позволить только Самоорганизующиеся Системы.

Самоорганизующаяся Система Smart-MES предназначена для быстрой генерации IT-Систем различной направленности для промышленности: Расчёт любых ТЭП (технико-экономические показатели производства), Управление непрерывным производством продукции (MES-Системы), Когнитивный анализ и управление развитием ситуаций, Предупреждение аварийных ситуаций на основе теории аварий, Моделирование и прогнозирование технологических процессов, Имитационное моделирование сложных Систем. А также: CAE-Системы (автоматизация инженерных расчётов), CDM-Системы (метод заказного развития), CASE-Системы (автоматизированная разработка программ), EDP-Системы (обработка электронных данных), DSS-Системы (поддержка принятия решений), MRP-Системы (планирование потребности материалов), MIS-Системы (информационные Системы управления), GPS-Системы (универсальный решатель задач), BPM-Системы (управление бизнес-процессами), ES-Системы (экспертная оценка), SCADA-Системы (диспетчерское управление и сбор данных), CAD-Системы (автоматизация проектирования), CAM-Системы (компьютерная поддержка изготовления), PLM-Системы (управление жизненным циклом), SAS-Системы (адаптивный синтез) и многие другие, включая векторную графику, различную оптимизацию и WEB-приложения.

И так, Методика генерации Самоорганизующихся IT-Систем обязательно должна включать пять следующих этапов:

1) Перевод постановки задачи на метаязык технолога;
2) Преобразование метаязыка на макроязык;
3) Преобразование всех задач на макроязыке в одну задачу;
4) Преобразование единой задачи на язык программирования;
5) Преобразование языка программирования в машинный код.

Здесь понятно, что только первый этап происходит при участии человека, а все остальные этапы выполняются автоматически. Далее поясню подробнее о каждом этапе.

1) Перевод постановки задачи на метаязык технолога

В данном случае используется инструментальное средство (у нас – конструктор текстовых проектов) для оперирования шаблонами с целью максимального облегчения набора алгоритмов технологических задач, которые представляются в табличном виде. Например: колонки обозначают типы оборудования и итог, а строки – показатели.

2) Преобразование метаязыка на макроязык

Во время данного преобразования автоматически формируются все элементы большой Системы: базы данных, справочники, меню задач, экранные формы, расчёты на макроязыке и отчёты. Данный этап необходим для позадачной отладки алгоритмов в режиме интерпретации, т.к. на последующих этапах она не возможна. Здесь каждой клетке экранной формы ставится в соответствие алгоритм расчёта данного показателя.

3) Преобразование всех задач на макроязыке в одну задачу

На данном этапе все таблицы отдельных задач уникально соединяются в одну большую таблицу, а во всех алгоритмах расчёта показателей производится переформатирование адресации.

4) Преобразование единой задачи на язык программирования

Во время этого преобразования полностью ликвидируются рекурсии, в результате чего процесс полного расчёта происходит за один проход сверху вниз. На данном этапе в качестве языка программирования может быть Pascal, либо любой другой язык.

5) Преобразование языка программирования в машинный код

Здесь используется соответствующий транслятор с используемого языка программирования. В нашем случае в результате получается программа DLL, которая может использоваться в качестве сервера приложений.

Игнорирование любого из перечисленных этапов не даст желаемый результат истинной Самоорганизации Системы с возможностью легчайшей адаптации для конкретного производства и высочайшей скорости расчётов. В результате для реализации Самоорганизующейся Системы необходимы два языка верхнего и нижнего уровней Системы. Язык верхнего уровня или инженерный метаязык необходим технологам для формулирования алгоритма задачи. Он максимально приближен к естественному языку. Язык нижнего уровня или макроязык необходим для интерпретационной отладки алгоритмов. Он напоминает одноадресные команды.

В процессе Самоорганизации Системы, которой даёт начало человек либо иной механизм, встречаются две точки бифуркации, в которых происходит изменение структуры от простого к сложному и от хаоса к упорядоченности. В первой точке бифуркации осуществляется самонастройка всей Системы, т.е. преобразование текстовых проектов во все составляющие Системы: базы данных, экранные формы, отчёты, интерпретационные расчёты и др. Во второй точке бифуркации интерпретационные расчёты множества задач преобразуются в одну задачу в машинных кодах c их оптимизацией.

В данном случае максимально возможная скорость расчёта осуществляется формированием одной программы на DLL для всех задач без лишних анализов с одним проходом сверху вниз. Вручную такую огромнейшую программу, включающую миллионы показателей, написать просто не возможно, но если и удастся, то её оперативная коррекция будет вообще не реальна. У нас же она генерируется автоматически.

Схематично суть Самоорганизации структуры программного кода выглядит следующим образом:

Система до Самоорганизации: S1 = SUMi (SUMj (k))
Система после Самоорганизации: S2 = K
При этом: R(S1) = R(S2); T(S1) / T(S2) = 1000

Здесь: i – множество задач, j – множество возвратов расчёта интерпретационной задачи из-за вычисления данного аргумента ниже, k – прямой код отдельных кусков программы, K – целостный прямой программный код всей Системы, R – результат расчёта, T – время расчёта.

Как видим, что игра стоит свеч, раз в результате Самоорганизации получается такой скоростной колоссальный выигрыш в обработке информации, а конкретнее, в промышленных расчётах технико-экономических показателей, в составлении математических моделей, в решении оптимизационных задач методом динамического программирования, в построении искусственного интеллекта для реализации когнитивных функций и т.д.

Самоорганизация обязательно привносит в Систему новое качество, которое без этой Самоорганизации в принципе быть не может. Например, необходимо рассчитывать в реальном времени 500000 показателей, которые сосредоточены в 1000 задачах (отдельных программах). Но даже на современном компьютере это оперативно выполнить не возможно, т.к. их решение занимает более 2-х часов. А Система, созданная по нашей Методике Самоорганизации, легко это реализует всего за 10 секунд, т.е. где-то в 700 раз быстрее.

Особым достоинством данной технологии Самоорганизации Системы ещё и в том, что она предоставляет абсолютную программную надёжность при любом количестве реализуемых технологических алгоритмов расчёта для любого производства. Дело в том, что данная Система состоит из двух условных философских категорий: базис и надстройка.

Базис – это исполнительный EXE-модуль, который абсолютно не имеет технологической начинки. Надстройка – это текстовые проекты технологических задач. Базис всегда не изменен, т.к. является прерогативой разработчика. Надстройка же подвержена постоянным изменениям, и является прерогативой технологов для развития производственных расчётов.

Таким образом, базис создаёт надстройку, и вместе с ней в дальнейшем функционирует. Поэтому надстройка определяет сам базис. Иными словами, текстовые проекты технологических задач определяют область использования и обеспечивают реальное функционирование EXE-модуля.

САПР по данной методике позволяет генерировать информационные Системы в любом количестве и любого объёма для любых предприятий любой промышленности, включая оборонную. Данный САПР легко справится с любыми расчётными задачами и с любыми динамическими экономико-технологическими математическими моделями, особенно для предприятий с непрерывным характером производства.

В этом случае при легчайшей адаптации замысел технолога без участия программистов моментально претворяется в работающий софт. Необходимые текущие изменения в алгоритмы расчёта или добавление новых задач мгновенно реализуются в темпе функционирования Системы без потери текущих технологических данных. Для конструирования текстового проекта задач используются готовые шаблоны, а сам инженерный язык технолога доступен даже школьнику. Понятийная строка в проекте состоит из тривиальных составляющих: обозначение показателя, наименование, единица измерения и алгоритм расчёта, при этом все показатели в алгоритме имеют привычные для технологов обозначения.

Промышленные IT-Системы должны быть призваны улучшить экономику России за счёт своей Самоорганизации. А это адаптивное моделирование, САПР, оперативное управление производством продукции, создание искусственного интеллекта, реализация когнитивных функций, да и много ещё каких идей может возникнуть в результате освоения Самоорганизации. Например, Система может иметь “глаза и уши” и самостоятельно реагировать на производственный контекст или на меняющуюся ситуацию и посредством Самоорганизации менять без участия человека исполнительный программный код. Тоже самое и для оборонки она способна мгновенно создавать математические модели новейшего оружия.

Самоорганизация в IT – это совершенно иной взгляд на создание IT-Систем, когда словно по волшебству при нажатии на одну кнопку из текстовых проектов технологических задач, т.е. фактически из нуля создаются все элементы большой Системы: базы данных, экранные формы, отчёты и расчётные DLL-программы. Такое молниеносное создание Систем и мгновенное внесение в неё любых изменений делает возможным максимально сократить время от замысла до реализации, что очень важно при динамическом развитии промышленности, включая оборонную.

Созданный нами прототип Самоорганизующейся Системы Smart-MES не предназначен для широкого внедрения, т.к. он разрабатывался сугубо для электроэнергетики. Он является всего лишь доказательством справедливости теории, технологии, философии и парадигмы Самоорганизации в IT. Для действенного масштабного внедрения в России и за рубежом нужна ориентация на кроссплатформенность, на многоязыковость, на Plug & Play в отношении автоматического сбора данных и т.д.

IT-Самоорганизация по-моему не должна быть коммерческой для России. Это должно быть свободное программное обеспечение с открытым кодом. Обучение и распространение, видимо, должно быть параллельное сразу во всех отраслях промышленности. Для этого следует переориентировать определённую часть программистов и с игрушек, и с Интернет на реализацию Самоорганизующегося промышленного софта. Тогда и производительность в промышленности быстро пойдёт в гору.

В этой связи выдвину новейшую формулу Интеллекта, замечу, любого Интеллекта: биологического и искусственного:

Интеллект = Самоорганизация + Самообучение

Опровергнуть это не возможно. Здесь сознательно не добавлено Творчество, т.к. оно является лишь наивысшей степенью Интеллекта. Данное заявление ставит жирную точку в понятии искусственного Интеллекта. А раз так, то Система Smart-MES, безусловно, является высокоинтеллектуальной, т.к. Самоорганизация и Самообучение в ней реализованы на недостижимом для иных разработчиков уровне.

Ведь производительность в промышленности полностью зависит от биологического и от искусственного Интеллекта. Но если биологический Интеллект многое не может, то, видимо, его следует усилить искусственным Интеллектом, представителем которого является интеллектуальная Система Smart-MES, т.е. умная Система для автоматизированного управления производством продукции.

Система Smart-MES практически готова для полных расчётов ТЭП (технико-экономические показатели) любых непрерывных производств: электроэнергетика, нефтегазовая отрасль, химическая и металлургическая промышленность и др.; а также для математического моделирования создания новых производств и новых видов оружия.

С другой стороны, искусственный Интеллект нужен везде, если конечно нам надоело “глотать пыль” от западных технологий. Ведь только предупреждение аварийных ситуаций на АЭС с помощью Системы Smart-MES, что обеспечивает полностью безаварийность атомной электроэнергетики, в корне переворачивает устоявшиеся взгляды на ядерную безопасность.

Представьте, что в Smart-MES закладывается полная портфельная модель экономики России в совокупности с иными крупными экономиками во всём мире, а это могут быть сотни тысяч задач, которые посредством Самоорганизации преобразуются в одну общую задачу с невероятно высокой скоростью решения. Такая Система, имея миллионные автоматизированные вводы данных со всего мира, каждую минуту выдаёт текущие результаты и советы, как следует нам развиваться, чтобы быть впереди планеты всей. И прежде, чем претворять в жизнь решения чиновников, достаточно их просто сообщить Системе для всеобщего анализа, чтобы предвидеть последствия.

В настоящее же время все решения принимает коллективный разум Правительства, который в силу естественных причин далеко не является лучшим, т.к. он абсолютно не владеет коллективным опытом всех специалистов и всех учёных в мире. Поэтому и действительность не нравится народу. Бесспорно, есть заметный тренд на улучшение состояния экономики. Но огромное количество ошибок могло бы и не быть, если бы при воздействии был бы заранее известен результат, что и может предоставить Когнитивная IT-Система.

Суть Самоорганизующейся Когнитивной IT-Системы образно можно представить в виде огромного аморфного куба знаний, который первоначально состоит из множества маленьких рассыпанных аморфных кубиков. При сигнале на Самоорганизацию все эти аморфные кубики самостоятельно сливаются между собой, создавая один огромный куб, таким образом, из множества когнитивных элементов получается один общий когнитивный слой.

Вся прелесть данной конструкции Системы заключается в том, что огромный куб ориентирован только на высочайшую скорость обработки информации, а каждый маленький кубик предназначен только для легчайшей адаптивности. Вот таким образом и получается поразительный совокупный эффект Системы, обладающей самой высочайшей скоростью и самой наилегчайшей адаптивностью в мире. Быстрее и адаптивнее иными средствами добиться просто невозможно, и это доказывает наша богатая теория и практика.

В данном случае здесь принципы Самоорганизации в Smart-MES подробно не рассматриваются, т.к. это наше НОУ-ХАУ, но мы готовы передать в компетентные органы все наши наработки. Вот мы за много лет создали нечто фантастическое, что повторить практически не возможно, но сами развернуть широкую деятельность мы не в состоянии. Нам нужна реальная поддержка Минпромторга и нужен Бренд, например, «РОСТЕХ». А что и как дальше делать, мы прекрасно знаем.

Ведь дело совсем не в нашей готовой программе Smart-MES, а в том, чтобы новейшая идеология Самоорганизации в IT принадлежала именно Великой России. А это уже и политика. Необходимо подключить учёных и крупные корпорации для совместного поиска наилучшего использования уже созданной технологии и на этой основе прорабатывать иные ветки Самоорганизации в IT для промышленности с целью подъёма экономики.

Для развития и внедрения IT-Самоорганизации в промышленности с одной стороны важно понимать, чего хочет Потребитель, но с другой стороны Потребитель просто может элементарно не знать о возможностях данной инновационной IT-Самоорганизации вообще и о возможностях Системы Smart-MES в частности, чтобы её желать. Поэтому в данном случае полностью рыночный подход будет ошибочен.

Любая инновация, безусловно, должна увеличивать прибыль. Но для IT напрямую этот лозунг не подходит, потому что производственник в IT не разбирается, а IT-специалист имеет сугубо своё личное представление об IT и иную IT-парадигму он просто не воспринимает и отрицает. В этом и заключается эффект тормоза российской отсталости в области промышленного IT.

Ведь для того, чтобы доказать полезность Самоорганизующейся Системы Smart-MES для данного производства, одного размахивания флагом и кучи статей крайне не достаточно. Её необходимо практически внедрить при активном участии самого Потребителя. Но для этого у Системы должен быть авторитет и должен быть Бренд. Но их нет, т.к. наша парадигма IT-Самоорганизации существует всего-то пару лет.

Как уже говорилось, в основе этой технологии стоят два основных философских понятия, т.е. базис и надстройка, или точнее EXE-базис и TXT-надстройка. Именно такая структура позволяет иметь легчайшую адаптивность к любому направлению, т.к. вся предметная конкретная область фиксируется только в надстройке, и которая никакого отношения не имеет к базису. Но при этом базис создаёт данную надстройку, функционирует совместно с результатом компиляции надстройки и обеспечивает в дальнейшем Самоорганизацию для увеличения скоростных характеристик.

Таким образом, если базис никакого отношения не имеет к конкретной предметной области, таких как экономика, промышленность или оборонка, то это значит, что базис может быть задействован абсолютно для любого направления и для любого предприятия.

Вот вы согласитесь, что в текстовой надстройке можно сформировать любую информацию, однако, при этом в Smart-MES надстройка предназначена для формулирования алгоритмов обработки только цифровой информации. Но ничего не мешает обеспечить функционирование и с текстовой информацией. Ведь здесь важен именно принцип, а не конкретная реализация на конкретной платформе.

А принцип заключается в том, что данная технология способна обеспечить лёгкую и быструю реализацию огромного класса задач с использованием нового революционного нетрадиционного подхода через Самоорганизацию, которая позволяет совместить несовместимое, т.е. самую легчайшую адаптивность и самую высочайшую скорость обработки информации. В данном случае введение понятие “самую” это не лукавство и не бравирование, а реальное видение действительности, доказательством которого и является Система Smart-MES.

Весь фокус в том, что такую Технологию разработать по Техническому Заданию невозможно, т.к. данный алгоритм можно только изобрести. А это осуществляется именно через “эврика”. Нам же просто повезло, т.к. мы на данную Технологию вышли совершенно случайно в результате поиска средств облегчения своей же жизни по внедрению ранних версий Системы методом проб и ошибок, пройдя через несколько поколений развития Smart-MES.

Всё выше сказанное просто идеально согласуется с Теорией ограничений Голдратта (TOC). Вот именно для этого и нужна Методика массовой генерации Самоорганизующихся Когнитивных IT-Систем в России, таких как Smart-MES, которая позволяет все выкладки ТОС реализовать на практике и на очень высоком инновационном уровне. Имея легчайшую адаптивность и высочайшую скорость расчёта данная Технология позволит построить совершенно новый Самоорганизующийся IT-вектор для подъёма всей экономики России, включая и оборонку и космос.