Анотація до роботи:

Кукленко Д.В. Моделі та інформаційні технології інтелектуального інжинірингу даних в автоматизованих системах управління технологічними процесами. – Рукопис.

Дисертаційна робота на здобуття вченого ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06.–Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут». Харків. – 2005.

У дисертаційній роботі вирішується актуальна науково-практична задача розробки модельно-технологічного комплексу (МТК), що забезпечує ефективну обробку даних у розподілених ІУС АСУ ТП. Цей МТК отримав в роботі назву інтелектуальний інжиніринг даних (ІІД) в АСУ ТП. ІІД включає до себе наступні процеси обробки даних у складних АСУ ТП: збір даних; попередня обробка даних щодо особливих ситуацій у технологічному процесі; проблемно-орієнтований аналіз даних; синхронізація даних між вузлами розподіленої багаторівневої АСУ ТП.

Розроблено архітектуру компонент і процесів ІІД в АСУ ТП. Наведено розширену модель активного правила для опису особливих ситуацій в технологічному процесі та реакції АСУ ТП у випадку виникнення таких ситуацій; запропоновано метод адаптації набору активних правил на основі одержаних в результаті проблемно-орієнтованого аналізу даних асоціативних правил. Розроблений метод базується на використанні колекції операторів модифікації активних правил. Запропоновано алгоритм декомпозиції реляційної схеми даних, який використовується на етапі синхронізації. Було досліджено ефективність та продуктивність розробленого комплексу ІІД, при цьому було використано реальну вихідну інформацію.

У роботі вирішено важливу науково-практичну задачу підвищення ефективності обробки даних в складних розподілених АСУ ТП. В результаті виконання даної роботи були одержані наступні результати.

1. Проведено аналіз проблеми обробки даних в сучасних АСУ ТП. Обґрунтовано актуальність вирішення цієї проблеми на основі розподілу функцій обробки даних між вузлами АСУ ТП. Критерієм такого розподілу є критичність функції обробки даних з погляду обмежень реального часу.

2. Наведено визначення МТК ІІД в АСУ ТП. Запропоновано архітектуру процесів і компонент ІІД, у межах якої виділено чотири процеси: збору даних, обробки даних щодо особливих ситуацій у ТП, проблемно-орієнтованого аналізу даних та синхронізації даних.

3. Одержано моделі ІБДВ, яка забезпечує зберігання та накопичування даних щодо ТП. Виділено та запропоновано моделі схем даних ІБДВ, зокрема, конфігураційної схеми, схеми протоколів, ретроспективної схеми.

4. Запропоновано розширену модель активного правила для специфікації особливих ситуацій в ТП. Розроблено механізм активних правил, який здійснює моніторинг особливих ситуацій та забезпечує збереження значень технологічних параметрів, які характеризують такі ситуації.

5. Запропоновано моделі асоціативних правил для представлення закономірностей у параметрах ТП, значення яких накопичуються в системі. Генерація асоціативних правил здійснюється в процесі ПОАД.

6. Розроблено метод адаптації набору активних правил на основі результатів ПОАД. Його використання дозволяє спрощувати структуру активних правил, що призводить до підвищення продуктивності їхньої обробки та запобігає порушенням обмежень реального часу.

7. Одержано процедуру синхронізації даних у розподіленій АСУ ТП. Запропоновано алгоритм декомпозиції реляційних схем даних, який спрощує їх відображення до формату XML.

8. Розроблено інформаційну технологію, що реалізує моделі та процедури ІІД в АСУ ТП. Проведено дослідження продуктивності та ефективності розробленого МТК ІІД.

9. Результати дисертаційної роботи знайшли практичне застосування під час розробки ІУС АСУ ТП Ул‘янівської установки комплексної переробки газу (УКПГ) Перещепінського нафтогазопромислу та Сахалінській УКПГ (Краснокутський район Харківської області), що підтверджено актами впровадження.

Публікації автора:

1. Кукленко Д.В., Ткачук Н.В. Ретроспективная база данных в АСУ ТП: концепция и опыт реализации // Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ „ХПІ”. – 2001. - Вип..8. - С. 62-68.

Здобувачеві належать моделі ретроспективної бази даних та описані технології відображення накопиченої в ній інформації.

2. Tkachuk N.,Kuklenko D., Ovasapov S., Schekotichin K. Knowledge-based Maintenance Environment for Large Information Handling Systems // Lecture Notes in Computer Science. – Germany, Bonn. -2001. - P. 139-154.

Здобувачеві належать концептуальна модель успадкованої системи управління станційним обладнанням газокомпресорної станції та концептуальна модель бази даних цільової системи.

3. Kuklenko D. Design and Development Issues of Retrospective Database in Complex Technological Control Systems //Lecture Notes in Computer Science.– Germany, Bonn.- 2001. -P.21-31.

4. D.V. Kuklenko, H.C. Mayr, M. V. Tkachuk, K. M. Shchekotykhin. Web-Based Information Systems For Technological Process Control: Architectural Framework And Software Solutions // Проблемы программирования. - К.:2002. - № 1-2. - С. 317 – 325.

Здобувачеві належить аналіз можливих СУБД й мотивація вибору MS SQL Server.

5. Ткачук Н.В., Кукленко Д.В. Применение конценции SCADA-систем для интеллектуального реинжиниринга данных в АСУ ТП // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. – Харьков: ХНУРЭ. – 2002. - Вып. 121. - С.129-136.

Здобувачеві належить аналіз вимог до підсистеми накопичування даних у складі SCADA-системи, а також моделі даних та підсистеми відображення для кількох її реалізацій.

6. Mykola V. Tkachuk, Heinrich C. Mayr, Dmytro V. Kuklenko, Michail D. Godlevsky. Web-based Process Control Systems: Architectural patterns, Data Models, and Services. // Lecture Notes in Computer Science. – Germany, Berlin. – 2002. - P. 721-729.

Здобувачеві належить концепція інтегрованої бази даних вузлу (Integrated Node Database) та механізму правил (Supervisory Rules Engine) для обробки даних у проблемних ситуаціях.

7. Кукленко Д.В. Подход к интеллектуальной обработке данных в АСУ ТП, основанный на применении концепции активных баз данных // Високі технології в машинобудуванні. – Харків: НТУ „ХПІ”. – 2003. -Вип..2. - С.51-56.

8. Кукленко Д.В. Концепция и модели интегрированной базы данных узла как средства хранения и обработки данных в АСУ ТП // Вісник Національного технічного університету „ Харківський політехнічний інститут ”. – Харків: НТУ „ХПІ”. – 2003. - Вип. 7, т. 1. - С. 67-78.

9. Ткачук М.В., Кукленко Д.В. Про один підхід до побудови архітектури розподіленої обробки даних в Intranet-системах управління технологічними процесами // Системні дослідження та інформаційні технології. – Київ. – 2003. - №4. – С.35-43.

Здобувачеві належить концепція інтелектуального інжинірингу даних та його архітектура.

10. N.V. Tkachuk, V.A. Shekhovtsov, D.V. Kuklenko, and H.C. Mayr. An Approach to Efficient Data Handling in Web-based Process Control Systems // Proc.IASTED International Conf. on Intelligent Systems and Control. – Austria, Salzburg. – 2003. - P. 242-247.

Здобувачеві належить модель активного правила для опису проблемної ситуації в технологічному процесі та інформаційна технологія механізму активних правил.

11. Kuklenko D., Gamzayev R., Goloborodko V., Tkachuk M. An Approach to Advanced Data Synchronization in Complex Process Control System // Lecture Notes in Computer Science. – Germany, Bonn. – 2004. - P. 221-227.

Здобувачеві належать процедура синхронізації даних в багаторівневій розподіленій АСУ ТП та процедури оцінювання ефективності функціонування програмних компонентів бізнес-логіки бази даних ретроспективної інформації з застосуванням метричного підходу.