Система единого интегрированного информационного пространства проектирования радиотехнических средств Российский патент 2022 года по МПК G06F17/40 G06F15/16 

Изобретение относится к области сбора, обработки и распределения данных и информации и может быть использовано для построения единого интегрированного информационного пространства корпоративной структуры, разрабатывающей и выпускающей наземные радиотехнические средства (РТС) контроля воздушного пространства, с уточнением их эксплуатационных характеристик в процессе применения по назначению.

Известен «Способ построения единого информационного пространства для практического врача» [1], при котором создают базы медицинских данных на основе историй болезни и постоянно пополняют их в процессе информационной поддержки практических врачей; выявляют информативные показатели состояния здоровья пациентов на основе анализа высококвалифицированными специалистами историй болезни, сохраненных в базах медицинских данных; формируют по выявленным информативным показателям решающие правила, представляющие собой модели причинно-следственных связей во времени между данными медицинских и биологических исследований и объективного осмотра пациентов и биологическим возрастом пациентов, состоянием здоровья пациентов, прогнозом предполагаемых у пациентов заболеваний или патологических процессов, клиническим диагнозом имеющихся у пациентов заболеваний; оснащают клиентские узлы практических врачей программными средствами, обеспечивающими применение сформированных решающих правил для информационной поддержки врачей, вводят на конкретном клиентском узле данные анамнеза пациента и результаты его медицинских и биологических исследований и объективного осмотра, применяют в клиентском узле соответствующие решающие правила, чтобы на основе введенных данных установить биологический возраст пациента, оценить состояние здоровья пациента с учетом установленного его биологического возраста по трем группам: здоров, относится к группе риска и болен; спрогнозировать при отнесении пациента к группе риска течение заболевания или патологического процесса как на ранних сроках заболевания, так при уже резвившейся патологии, поставить при отнесении пациента к группе «болен» клинический диагноз с учетом характера и степени тяжести изменений в основных системах жизнеобеспечения, индивидуальных особенностей организма и конституционного фактора пациента. Данный способ направлен на повышение точности диагностики путем реализации возможностей единого информационного пространства, включающего имеющуюся информацию по историям болезней, данных медицинских и биологических исследований, данных объективного осмотра пациентов, т.е. накопленных данных показателей здоровья пациентов, на основании которых делается вывод о состоянии здоровья пациента и рекомендации по его лечению.

Известен «Способ удаленного мониторинга технического состояния радиотехнических средств» [2], который включает диагностику технического состояния удаленных радиотехнических средств, передачу результатов диагностики через радиолинию цифровой связи в центральный сервисный центр для принятия решения о сервисном обслуживании РТС.

Наиболее близкое по технической сущности и достигаемому результату при его использовании к предложенному является «Способ построения единого информационного пространства и система для его осуществления» [3], включающего различные информационные среды предприятий, обеспечение доступа к разнообразным видам информации, в том числе находящимся вне информационных сред предприятий и вне единого информационного пространства и хранящихся в различных базах данных, а также обеспечение равноправного и независимого доступа к ресурсам сформированного информационного пространства различных пользователей при осуществлении интеллектуальной обработки данных для управления текущими жизненными циклами разнородных объектов и подготовки принятия решений обеспечивается тем, что единое информационное пространство разбивают на фрагменты по числу информационных сред предприятий, при этом, по крайней мере, два фрагмента единого информационного пространства формируют как управляющие центры, обеспечивающие синхронизацию, виртуальную и материальную интеграцию и доступность разнородных информационных ресурсов, а оставшиеся фрагменты единого информационного пространства формируют как локальные центры для сбора и хранения информации только от локальных источников информации, при этом локальные центры реплицируют свою информацию в управляющие центры, а для каждой информационной среды предприятия, подключенной к своему фрагменту единого информационного пространства, обеспечивают конвертацию метаданных информационной среды предприятия в формат метаданных единого информационного пространства, обеспечивают информационную однородность в любой точке единого информационного пространства, обеспечивают единое логическое и физическое представлений данных и знаний на основе общей информационной модели, обеспечивают автоматизированный семантический анализ для выявления синонимов представления данных и знаний и приводят это представление к единому метаописанию, а для управляющих центров дополнительно обеспечивают автоматизированный интеллектуальный анализ информационных ресурсов, в том числе в режиме реального времени, разработку аналитических отчетов и альтернатив принятия решений на всех этапах жизненных циклов изделий.

Недостатком данных технических решений является то, что отсутствует возможность:

наполнения единого интегрированного информационного пространства проектирования РТС информацией с уточненными эксплуатационными характеристик компонент (составных частей) изделий находящихся в процессе применения по назначению;

анализа и выработки оптимальных решений по проектированию современных радиотехнических средств интеллектуальной системой поддержки принятия решений с учетом интеллектуального анализа причинно-следственных связей во времени между данными эксплуатационных характеристик, условиями эксплуатации и функциональными характеристиками изделий находящихся в процессе применения, сравнения и выбора наиболее эффективных компонент для комплектования новых образцов РТС.

Задачей предложенного технического решения является устранение указанных выше недостатков.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей путем наполнения единого интегрированного информационного пространства проектирования РТС информацией с уточненными эксплуатационными характеристик компонент (составных частей) изделий находящихся в процессе применения по назначению, за счет интеллектуального анализа причинно-следственных связей во времени между данными эксплуатационных характеристик, условиями эксплуатации и функциональными характеристиками данных изделий РТС и выработки оптимальных решений по проектированию современных РТС интеллектуальной системой поддержки принятия решений.

Достижение технического результата и, как следствие, решение поставленной технической задачи достигается тем, что в отличие от известного технического решения предлагаемое изобретение содержит радиотехнические средства с встроенными в них автоматизированные системы функционального контроля и диагностики, соединенные сетью передачи данных с автоматизированной системой удаленного мониторинга технического состояния радиотехнических средств, состоящую из преобразователя интерфейса и модуля интеллектуального анализа технического состояния радиотехнических средств, с управляющим центром, содержащим интеллектуальную систему поддержки принятия решений, состоящую из базы данных, модуля формирования знаний, базы знаний и модуля логического вывода.

Единое интегрированное информационное пространство представляет собой совокупность данных и знаний, организованных специальным образом, построенное с использованием баз данных и знаний, систем поддержки принятия решений, файловых хранилищ, технологий их ведения и использования, информационно-телекоммуникационных систем и сетей, функционирующих на единых принципах и по общим правилам, обеспечивающих информационное взаимодействие и доступ потребителей к этим территориально-распределенным информационным ресурсам из организаций и предприятий кооперации отрасли проектирования РТС. При этом подключение локальных и удаленных пользователей к базам данных и знаний и файловым хранилищам не только единого информационного пространства, но и к базам данных внешних источников, обеспечивает возможность независимого и равноправного использования всех источников информации на различных жизненных циклах объектов для подготовки принятия решений различными пользователями или лицами, принимающими решения (ЛПР) при проектировании РТС.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как основано на известных достижениях техники связи, радиоэлектронной и цифровой вычислительной техники.

Осуществление предлагаемого изобретения иллюстрируется на фиг. 1, где представлена структурная схема объединения информационных пространств территориально разнесенных объектов.

Система содержит:

1 - единое интегрированное информационное пространство (ЕИИП);

2 - управляющий центр единого интегрированного информационного пространства (УЦ);

3 - локальный центр единого интегрированного информационного пространства (ЛЦ);

4 - информационная среда предприятия (ИСП);

5 - модуль обмена данными (МОД);

6 - модуль описания функционально-структурно-параметрической модели изделия (MOM);

7 - автоматизированное рабочее место главного конструктора (АРМГК);

8 - электронный архив данных (ЭА);

9 - коммуникационный интерфейс (КИ);

10 - блок ввода и вывода данных (ВВД);

11 - сеть передачи данных (СПД);

12 - автоматизированное рабочее место соисполнителей опытно-конструкторской работы (АРМСОКР);

13 - радиотехнические средства (РТС);

13.1 - автоматизированные системы функционального контроля и диагностики (АСКД);

14 - автоматизированную систему удаленного мониторинга технического состояния РТС (АСМТС);

14.1 - преобразователь интерфейса (ПИ);

14.2 - модуль интеллектуального анализа технического состояния РТС (ИАТС);

15 - интеллектуальная система поддержки принятия решений (ИСППР);

15.1 - база данных (БД);

15.2 - модуль формирования знаний (МФЗ);

15.3 - база знаний (БЗ);

15.4 - модуль логического вывода (ЛВ);

16 - внешние источники информации (ВИИ).

Система функционирует следующим образом.

ЕИИП 1 проектирования РТС содержит различные ИСП 4. ЕИИП 1 обеспечивает доступ к разнообразным видам информации, в том числе находящимся вне ИСП 4 и вне ЕИИП 1 и хранящихся в различных базах данных ВИИ 16, а также обеспечивает равноправный и независимый доступ к ресурсам сформированного информационного пространства различных пользователей. Это обеспечивается тем, что ЕИИП 1 разбивают на фрагменты по числу ИСП 4, при этом один фрагмент ЕИИП 1 формируют как УЦ 2, который обеспечивает синхронизацию, виртуальную и материальную интеграцию и доступность разнородных информационных ресурсов. Оставшиеся фрагменты ЕИИП 1 формируют как ЛЦ 3 для сбора и хранения информации только от локальных источников информации. При этом ЛЦ 3 реплицируют свою информацию в УЦ 2, а для каждой ИСП 4, подключенной к своему фрагменту ЕИИП 1, обеспечивается конвертация метаданных ИСП 4 в формат метаданных ЕИИП 1. Этим обеспечивается информационная однородность в любой точке ЕИИП 1, единое логическое и физическое представлений данных и знаний на основе общей информационной модели. Обеспечивается автоматизированный семантический анализ для выявления синонимов представления данных и знаний, и приводится это представление к единому метаописанию.

На этапе описания технического облика разрабатываемого РТС с АРМГК 7 через МОД 5 в MOM 6 вводят функциональное описание изделия, диапазон возможных значений технических параметров изделия и его элементов. Далее в MOM 6 на основе специального программного обеспечения строится функционально-структурно-параметрическую модель изделия, определяется состав необходимых элементов входящих в изделие и их технические характеристики. После эти данные через МОД 5 передаются в ЭА 8.

На этапе формирования ЭА 8 информация с перечнем необходимых элементов входящих в состав изделия согласно функционально-структурно-параметрической модели, с их техническими характеристиками преобразуется в удобную для передачи форму через МОД 5, КИ 9, ВВД 10 и СПД 11 передается на АРМСОКР 12 ЛЦ 3. После с АРМСОКР 12 передается запрос содержащий атрибуты и параметры требуемой информации с перечнем необходимых элементов через МОД 5 в ИСП 4. В ИСП 4 формируется возможный перечень элементов с требуемыми параметрами и эти данные МОД 5, КИ 9, ВВД 10 и СПД 11 поступают в ЭА 8.

Также для формирования ЭА 8 поступает информация об эксплуатационных характеристиках составных частей (компонентов) РТС 13 находящихся в стадии эксплуатации. Для этого встроенные в РТС 13 АСКД 13.1 проводят: диагностику технического состояния радиотехнических средств, оценку параметров эксплуатационной среды (климатических условий эксплуатации и т.д.) и системы эксплуатации (режимов работы, системы технического обслуживания и ремонта и т.д.). Эти данные через СПД 11, ПИ 14.1 передаются в ИАТС 14.2 АСМТС 14. В ИАТС 14.2 формируются базы данных эксплуатационных характеристик РТС 13 находящихся в процессе применения. На основе алгоритмов интеллектуального анализа выявляются информативные показатели зависимости функциональных характеристик. Далее по выявленным информативным показателям формируются решающие правила, которые представляют собой модели причинно-следственных связей во времени между данными эксплуатационных характеристик, условиями эксплуатации и функциональными характеристиками. После этого эта информация через СПД 11, КИ 9, ВВД 10 и МОД 5 поступает ЭА 8.

На этапе принятия решения по проектированию окончательного технического облика разрабатываемого РТС с ЭА 8 через МОД 5 в БД 15.1 ИСППР 15 передаются данные возможного перечня элементов с требуемыми параметрами с ИСП 4, и данные причинно-следственных связей во времени между данными эксплуатационных характеристик, условиями эксплуатации и функциональными характеристиками РТС 13, которые находятся в стадии эксплуатации от ИАТС 14.2. Далее на основе представленной информации в МФЗ 15.2 с помощью методов и алгоритмов интеллектуального анализа данных формируется БЗ 15.3. После в ЛВ 15.4 с применением заданного алгоритма логического вывода на основе имеющихся правил принятия решений выдает ЛПР на АРМГК 7 результат по выбору элементов (компонент) уже созданных на текущий момент времени (с учетом опыта их эксплуатации) и состав элементов которые необходимо разработать при проектировании, для достижения требуемой функциональной эффективности создаваемого РТС.

Таким образом, заявленный в изобретении технический результат, который заключается в расширение функциональных возможностей путем наполнения единого интегрированного информационного пространства проектирования радиотехнических средств информацией с уточненными эксплуатационными характеристик компонент (составных частей) изделий находящихся в процессе применения по назначению, за счет интеллектуального анализа причинно-следственных связей во времени между данными эксплуатационных характеристик, условиями эксплуатации и функциональными характеристиками данных изделий радиотехнических средств и выработки оптимальных решений по проектированию современных радиотехнических средств интеллектуальной системой поддержки принятия решений, достигнут.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Способ построения единого информационного пространства для практического врача [Текст]: пат. 2299470 Рос. Федерация: МПК G06Q 50/00, G06 F17/30, G06 F17/40. / Чернышев В.А., Гайнанов Д.Н., Аргучинская О.Н., Юрченко Л.Н., Поникаровских А.Э., Гусев Е.Ю.; заявитель и патентообладатель ИИФ УрО РАН, НП ИНЦ «Электронная медицина». - №2004126977, заявл. 20.02.2006, опубл. 20.05.2007, Бюл. №14. - 2 с.: ил. (аналог).

2. Способ удаленного мониторинга технического состояния радиотехнических средств [Текст]: пат. 2697924 Рос. Федерация: МПК G08C 17/02, G08B 23/00. / Шведун А.А., Ягольников Д.В., Ломанович А.А., Лыткин Д.И., Петров А.В.; заявитель и патентообладатель ФГКВОУВО «ВА ВКО им. Г.К. Жукова» МО РФ. - №2018141526, заявл. 26.11.2018, опубл. 21.08.2019, Бюл. №24. - 2 с.: ил. (аналог).

3. Способ построения единого информационного пространства и система для его осуществления [Текст]: пат. 2656841 Рос. Федерация: МПК G06F 17/40. / Заозерский С.А., Каргин В.А., Коромысличенко В.Н., Николаев Д.А., Охтилев М.Ю., Черников А.Д., Чуприков А.Ю.; заявитель и патентообладатель ФГАОУВО «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения». - №2016129564, заявл. 19.07.2016, опубл. 06.06.2018, Бюл. №16. - 2 с.: ил. (прототип).

Изобретение относится к средствам для проектирования радиотехнических средств. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей системы за счет уточнения эксплуатационных характеристик компонентов изделий, находящихся в процессе применения по назначению, интеллектуального анализа причинно-следственных связей во времени между данными эксплуатационных характеристик, условиями эксплуатации и функциональными характеристиками данных изделий радиотехнических средств и выработки оптимальных решений по проектированию радиотехнических средств. Технический результат достигается тем, что система единого интегрированного информационного пространства проектирования радиотехнических средств помимо локальных и управляющих центров, связанных через сеть передачи данных с модулем коммуникационного интерфейса, дополнительно содержит радиотехнические средства с встроенными в них автоматизированными системами функционального контроля и диагностики, соединенные сетью передачи данных с автоматизированной системой удаленного мониторинга технического состояния радиотехнических средств, с управляющим центром, содержащим интеллектуальную систему поддержки принятия решений. 1 ил.

Система единого интегрированного информационного пространства проектирования радиотехнических средств, содержащая соединенную с локальными и/или удаленными источниками информации сеть передачи данных, связанную с модулем коммуникационного интерфейса в каждом из локальных и управляющем центров интегрированного информационного пространства и внешними источниками информации, в каждом центре интегрированного информационного пространства информационную среду предприятия, модуль обмена данными, автоматизированное рабочее место, блок ввода и вывода данных, и в управляющем центре электронный архив данных, отличающаяся тем, что она содержит радиотехнические средства с встроенными в них автоматизированными системами функционального контроля и диагностики, соединенные сетью передачи данных с автоматизированной системой удаленного мониторинга технического состояния радиотехнических средств, состоящей из преобразователя интерфейса и модуля интеллектуального анализа технического состояния радиотехнических средств, с управляющим центром, содержащим интеллектуальную систему поддержки принятия решений, состоящую из базы данных, модуля формирования знаний, базы знаний и модуля логического вывода.