книги из ГПНТБ / Шаракшанэ, А. С. Испытания сложных систем учеб. пособие

настройке аппаратуры и испытаниях системы разработчик вносит различные конструктивные изменения, которые влекут за собой в большинстве случаев необходимость пересмотра сетевого графи­ ка в целом или в части отдельной группы работ. А изменение, да­ же частичное, в сетевом графике требует пересчета параметров сетевой модели и проведения исследований по выбору нового на­ илучшего варианта технологического цикла. Проведение подобной работы при ручном счете практически невозможно.

Сетевой график представляет собой модель, отражающую вск> последовательность и взаимосвязь работ, которые следует выпол­ нить для достижения конечной цели. Основными элементами сете­ вого графика являются работы и события.

Для достижения успеха при автоматизации процесса обработ­ ки периодически обновляемой информации очень важно правиль­ но выбрать принцип кодирования событий сетевого графика. Изопыта можно рекомендовать к использованию 9- или 7-разрядныи код. Первые два разряда этих кодов можно выделить для нумера­ ции автономных систем, следующие два или три разряда— для нумерации подсистем, последующие разряды — для нумерации отдельных устройств и событий. Подобный принцип кодированияпозволяет достаточно просто проводить корректировку сетевогографика при вынужденных изменениях технологического цикла,, облегчает проведение обработки и способствует оперативному ана­ лизу параметров сетевой модели.

На рис. 2.2.1 представлена примерная схема создания сложной системы, в процессе ввода которой можно внедрить систему СПУ.

Рис. 2.2.1

30

Применительно к данной схеме можно реализовать следующую схему структуры кодов событий сетевого графика (рис. 2.2.2).

Первичный сетевой график

Кодируется ответственным исполнителем.

(Отводится диапазон кодов от 0 до 29. Для кодирования событий от­ ветственным исполнителем от 0 до 9, а для кодирования участков от 10

до 29)

Рис. 2.2.2

§ 2,3. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА СОСТАВЛЕНИЯ СЕТЕВЫХ ГРАФИКОВ

Системы СПУ, предназначенные для целевого руководства про­ цессом ввода в строй сложных систем, характеризуются значитель­ ным объемом работ, охватываемых сетевым графиком, которые подразделяют на сетевые модели большого, среднего и малого объемов. В зависимости от объема работ, отражаемых сетевой мо­ делью, может меняться объем обрабатываемой информации, тех­ нология ее обработки и корректировки самих сетевых графиков.

При вводе в строй сложных систем приходится иметь дело с сетевыми моделями большого объема. Разработка подобных гра-

31

фиков сопряжена с большой затратой труда,' требует определен­ ных навыков и умения. ■

Чтобы избежать ошибки и успешно провести разработку сете­ вых графиков, необходимо знать и соблюдать следующие основ­ ные правила.

Сетевой график представляет собой ориентированный граф, состоящий из стрелок и кружков (прямоугольников). Стрелками изображают работы, под которыми могут пониматься как отдель­ ные элементы технологического процесса, связанные с затратой времени, труда и материальных ресурсов, так и элементы, не тре­ бующие подобных затрат. В качестве работы может быть пред­ ставлена также так называемая «фиктивная» работа — логическая связь и зависимость какой-то из работ от результатов другой. Каж­ дая работа имеет предшествующее ей и последующее события. Событие отражает факт завершения как одной работы, так и не­ скольких работ, и является необходимым условием для перехода к последующей работе.

Если, необходимо в соответствии с технологическим процессом выполнить между двумя событиями две работы или несколько ра­

работы.

Следует тщательно следить за тем, чтобы для любого события нельзя было подобрать цепочку последовательных работ, представ­ ляющих собой замкнутый цикл или петлю.

Сетевой график не должен иметь «тупиков» и «висящих» со­ бытий.

Конечное событие сетевого графика соответствует конечной це­ ли, к которой стремятся; начальное событие не имеет предшест­ вующих работ и событий. Конечное и начальное события не обя­ зательно могут быть в единственном числе, но их перечень должен быть установлен точно.

Последовательность работ в сети, в которой для каждой работы ее последующее событие совпадает с предшествующим событием следующей за ней работы, называется путем.

Важное значение при построении сетевого графика имеет пра­ вильный выбор уровня его детализации, определяемого, прежде всего, характером операций технологического процесса. Поэтому целесообразно, чтобы каждая работа, отражаемая на сетевом гра­ фике, соответствовала технологически однородным операциям, вы­ полнялась одним составом исполнителей и требовала затрат вре­ мени, примерно равного периоду обновления информации. На уро­ вень детализации графика может также влиять необходимость отражения определенных связей и зависимостей между событиями.

Необходимый уровень детализации при первоначальном состав­ лении сетевого графика для вновь разрабатываемого технологиче­ ского процесса может и не быть достигнут, но это не должно сму­

32

щать исполнителей, так как со временем наступит определенная ясность и можно будет сделать требуемое уточнение.

Сетевые графики большого объема целесообразно разбивать на отдельные фрагменты, в результате чего будет легче их вычерчи­ вать, размещать, анализировать и при определенных условиях может даже улучшиться восприятие всего представляемого комп­ лекса работ. Фрагменты следует выбирать в соответствии с опреде­ ленными этапами и комплексами работ, которые присущи отдель­ ным коллективам и имеют достаточно выраженную и характерную автономию. При этом очень внимательно необходимо отнестись к связям, отражающим взаимозависимость фрагментов: при выборе границ фрагментов обеспечить минимальное количество разрывае­ мых связей подобного рода.

Общим моментом при разработке сетевых графиков и анализе параметров для всех разрабатываемых систем СПУ является опре­ деление и анализ работ, лежащих на критическом пути.

Для каждого сетевого графика

t ( L ) = 2 i t №

где t(L) — длина пути, представляющая собой сумму продолжи­ тельностей t (ij) всех работ, образующих данный путь.

Последовательность работ, лежащих на критическом пути, определяет наибольшую продолжительность выполнения во време­ ни рассматриваемого процесса, т. е. всякое увеличение или умень­ шение длины критического пути непосредственно приводит к уве­ личению или сокращению сроков выполнения всех работ из-за отсутствия резерва времени. Но кроме работ, лежащих непосред­ ственно на критическом пути и составляющих примерно 10—15% от всех работ сводного сетевого графика, интерес представляют также работы, лежатцие на подкритических путях, которые хотя и обладают некоторым резервом времени, но настолько незначитель­ ным, что в любой момент при самых небольших срывах могут ока­ заться на критическом пути.

При анализе параметров сетевой модели решается задача улуч­ шения технологического процесса, которая сводится к поиску пу­ тей уменьшения длины критического пути. Иногда это приводит к перераспределению «критичности», т. е. к переводу отдельных ра­ бот из ненапряженной области в область подкритических или кри­ тических работ.

Таким образом, одним из основных моментов, требующих наи­ большего внимания при разработке и анализе сетевой модели, являются резервы времени, для получения которых необходимо знание раннего и позднего сроков свершения событий и работ. При детерминированных сетевых графиках учитывают следующие па­ раметры:

1. Ранний срок свершения события

*,(./')== max [*//) + *(*;)],

Максимальное значение берется в случае, если предшествую­ щих событий оказывается два и более;

2. Поздний срок свершения события

*„(<)= min [tu{j) —t(ij)],

где iu(j)— поздний срок свершения событий/, непосредственно сле­ дующих за событием £;

3. Резерв времени каждого события p{i)=ta( i ) - t p{i)

показывает наибольшее время, на которое можно задержать свер­ шение события без смещения во времени конечного события;

4.Ранний срок начала работы

5.Поздний срок начала работы

*иШ)=*ии)—* Ш

6. Ранний срок окончания работы

tp, (U) = tp{i)+ t(ij)\

7. Поздний срок окончания работы

*». (U)=^« (У);

8. Полный резерв времени работы

Ра (*7) ==*„ U) ~ 1р(9 ~ HV)

представляет собой максимальный запас времени для выполнения данной работы без смещения во времени конечного события.

9. Свободный резерв времени работы

Рев W ) = max [tp (О - t a (0 — ■t W ) \

образуется у отдельных работ в случае, когда их продолжитель­ ность меньше, чем разность между ранним сроком свершения по­ следующего события и поздним сроком свершения предыдущего события. Наличие свободного резерва допускает возможность уве­ личения продолжительности данной работы без ущерба для сро­ ков свершения всех событий сетевого графика;

10. Резерв времени пути

p{L)=t{Lmax)—t{L)

представляет собой разность между длиной критического пути и длиной любого другого пути в графике. Для критического пути все события и работы резервов времени не имеют, т. е. tu (i)=tp (i),

Рп{Ц)= 0.

34

Перед расчетом параметров сетевой модели целесообразно про­ вести упорядочение информации и проверку на отсутствие в ней ошибок. Контроль заключается обычно в проверке: есть ли замкну­ тые циклы и контуры в сетевых графиках и соответствуют ли на­ чальные и конечные события их истинному перечню.

Как уже говорилось, расчет параметров сетевой модели про­ цесса ввода в строй сложных систем из-за их большого объема це­ лесообразно проводить на ЭВМ.

Алгоритм машинной обработки информации при вводе в строй сложной си­ стемы (см. рис. 2.2.1) обеспечивает решение таких задач:

1. Контроль и обнаружение ошибок, появившихся в ходе составления сетевых графиков, при формировании и кодировке исходного множества работ;

2.Упорядочение событий и работ с целью упрощения расчета и сокращения времени;

3.Расчет параметров сетевой модели и формирование выходной информации.

Блок-схема алгоритма следующая:

Блок 1. Поле S необходимо для записи кодов предшествующих событий. Блоки 24-5. Выборка кодов предшествующих событий из массива информации

и запись их в поле S. В поле 5 записываются и коды конечных событий для срав­ нения с кодами последующих событий.

Блок 6. Поле Р используют для записи кодов последующих событий. Запись кодов начальных событий в поле Р необходима для последующего их сравнения с кодами предшествующих событий.

Блоки 74-9. Выборка кодов последующих событий из массива информации и запись их в поле Р.

Блоки 104-15. Проверка равенства кодов в массивах предшествующих (по­ ле S) и последующих (поле Р) событий и определение ошибок.

Блок 16. Выдача на печать ошибок.

Блок 17. Преобразование исходной информации ,в массивы по признаку ра­ венства последующих событий.

Блоки 18; 23. Запись признаков и адресов начальных и предшествующих со­ бытий в поле У по всем работам ij, для которых i равны кодам начальных и пред­ шествующих событий.

Блоки 19; 21; 22. Выборка массивов информации, подлежащих упорядочению, и запись их в порядке выборки в поле У (в поле У формируется упорядоченная информация).

Блок 20. Если часть информации не может быть упорядочена, то в сетевом графике есть контур.

Блоки 24-4-29. Расчет t p для всех событий (расчет производится для каждо­ го / в поряДке расположения в поле У и завершается расчетом t P для события / последнего массива в поле У).

Блоки 304-34. Расчет t P для всех событий (расчет производится для всех } в порядке, обратном порядку их расположения в поле У).

Блок 35. Расчет параметров и выдача информации.

При программировании приведенного алгоритма предусматривается выделе­ ние подпрограмм: контроля информации; упорядочения информации; расчета ран­ них сроков свершения событий; расчета поздних сроков свершения событий; рас­ чета параметров, формирования и выдачи информации; управляющей, которая объединяет все подпрограммы.

Все подпрограммы размещаются во внешней памяти ЭВМ (на магнитном ба­ рабане или магнитной ленте). В оперативной памяти постоянно находится лишь управляющая подпрограмма, с помощью которой в оперативную память вызывает­ ся любая подпрограмма из внешней памяти в зависимое1™ от этапа расчета.

Данная подпрограмма обеспечивает расчет на ЭВМ параметров сетевых гра­ фиков, содержащих до 3000 событий и работ.

4

1. Формирование из информации по работам {£, /} информации по массивам последующих событии в виде:

где {i'i, j, t(iij)}.........{£u, j, t(iuj ) } — информация о всех работах, подходящих к событию /.

2. Выделение рабочего поля в памяти ЭВМ (поле У) для записи

4

1.Выборка кодов начальных событий.

2.Запись признаков и адреса У> (адресов начальных событий в

поле У) на место тех £ в массивах информации, которые равны кодам

Ф

37

да

1.Запись для конечных событий t u = t v

2.Запись для всех остальных событий 7„=С, где C=max{^Pi} зо

4

При обсчете сетевого графика, насчитывающего 1000 событий, затраты времени на расчет параметров характеризуются следую­ щими показателями: ввод информации (1 мин); контроль инфор­ мации (4 мин); расчет ранних сроков свершения событий (5 мин);

38

расчет поздних сроков свершения событий (4 мин); формирование

ивыдача выходной информации на АЦПУ — (5 мин).

Втом случае, когда сетевые графики большого объема разби­ ты на отдельные фрагменты, охватывающие несколько сотен собы­ тий, для того, чтобы быстрее приступить к работе по сетевым ме­ тодам, целесообразно расчет отдельных фрагментов проводить вручную, так как для разработки машинных программ требуются

программисты высокой квалификации и довольно значительное время.

Существуют два метода ручного счета: на графике и по табли­ це. Рассмотрим кратко первый метод на примере расчета сетевого графика, представленного на рис. 2.3.1.

Ранний срок начального события 1 равен нулю. Для продол­ жения расчета выбираем событие 2, так как для него предшест­ вующее событие 1 имеет значение tp( 1), в то время как для собы­ тия 3 нужно дополнительно рассчитать tv (2):

tp{2)=tp{l)-\-t{l- 2) = 0 + 3 = 3.

Далее расчет можно произвести для событий 3, 4 и 5 (у этих ■событий предшествующие события имеют вычисленные значения i p). При определении значения tp необходимо выбрать максималь­ ное значение этой величины изчисла всех возможных значений в ■случае, если предшествующих событий будет несколько. Для собы­ тия 3 имеется два предшествующих события 1 и 2 и, следователь­ но, можно получить два значения tp:

Максимальное из них tv (3) =4.

Аналогично подсчитываем ранниесроки свершения событий для всех остальных событий (вплоть до конечного).

39