Экономика автоматизации на основе синтетических нервных систем

Введение. Очевидно, что достичь технологической независимости Российская Федерация может только развивая собственные технологии, но не копируя и беря за основу иностранные разработки. Описанная в настоящей статье авторская концепция построения автоматизированных систем управления является уникальной и нигде в мире не применяется. Бионические принципы, положенные в ее основу, позволяют достичь высокой экономической эффективности при построении автоматизированных систем управления, дают хорошее конкурентное преимущество субъектам экономической деятельности при использовании описанной технологии.

Цель. Охарактеризовать авторский метод построения автоматизированных систем управления (АСУ) – т.н. «Синтетические нервные системы» (СНС).

Методы. В основу предлагаемого метода были положены концепции, заложенные природой в нервных системах беспозвоночных живых организмов. В статье показывается, что предлагаемый подход снижает временные и финансовые затраты построения автоматизированных систем, делает масштабирование систем очень простым, а техническое обслуживание и ремонт относительно дешевым. Предложенный авторами принцип «куста устройств», образуемого искусственным нейроном, значительно сокращает трудовые, временные и финансовые затраты на создание кабельной системы. Принцип автоматического определения типа подключенных к искусственному нейрону устройств исключает финансовые затраты на услуги программиста и экономит значительное время при интеграции системы. Надежный протокол локальной вычислительной сети Ethernet для объединения искусственных нейронов в единую систему (взамен давно устаревшего RS-485) позволяет строить системы огромного масштаба с возможностью надежного взаимодействия каждого нейрона с любым другим нейроном синтетической нервной системы. Стек протоколов TCP/IP, положенный в основу передачи данных между нейронами, дает возможность легкой отладки системы и построения развитых графических интерфейсов пользователя, работающих на всех вычислительных устройствах, имеющих Web-браузер.

Результаты и выводы. Показано, что интеграция, масштабирование и обслуживание АСУ на основе искусственных нейронов СНС является экономически эффективным по сравнению с классическими АСУ, построенных на модульном принципе. Работа описывает метод повышения экономической эффективности автоматизированных систем за счет принципа достаточно необходимого минимализма, т.е. за счет отказа от дублирования технологий в пользу одной, но наиболее эффективной с технической точки зрения. Предложенный в работе принцип описывает автоматизацию на основе искусственных нервных систем, что значительно отличается от классических принципов автоматизации на основе универсальных контроллеров.

1. Максимов А. А. модель управления промышленным предприятием на основе комплексной автоматизации / А. А. Максимов, А. С. Зинкевич // Программные продукты и системы. – 2005. – № 4. – С. 9. – EDN IYDEZP.

2. Павловская Т. А. Анализ автоматизации управления организацией / Т. А. Павловская, А. Е. Лашкевич // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. – 2005. – № 19. – С. 224–232. – EDN JVBECR.

3. Носов А. Л. Информационные системы в управлении организацией / А. Л. Носов // Научнометодический электронный журнал "Концепт". – 2016. – № 6. – С. 31–37. – EDN WBPOIJ.

4. Анисифоров А. Б. Методики оценки эффективности информационно-технологических проектов в бизнесе : учебное пособие / А. Б. Анисифоров, И. В. Ильин, О. В. Ростова. – Санкт-Петербург : Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого", 2018. – 127 с. – EDN IYPBMR.

5. Ситдиков И., Фархетдинов Р., Якупов Ф. Построение АСУ ТП с использованием принципа секционирования функций // Современная Электроника – 2011. – №1 – С. 54–59

6. Жердин Д.А., Дмитриев А.Г. Стоимостное преимущество физических нейронных сетей // Modern Economy Success. 2024. – № 4. – С. 44–54. DOI: 10.58224/2500-3747-2024-4-44-54

7. Rinaldi A. Naturally better. Science and technology are looking to nature's successful designs for inspiration. EMBO reports. 2007, Vol.8, No.11, p. 995–999. DOI: 10.1038/sj.embor.7401107

8. Stifani N. Motor neurons and the generation of spinal motor neuron diversity. Frontiers in Cellular Neuroscience, 2014, Vol 8., p. 1 – 22. DOI 10.3389/fncel.2014.00293

9. Пальянов А. Ю. О проблемах моделирования нейронных сетей живых организмов / А. Ю. Пальянов, Н. В. Пальянова, С. С. Хайрулин // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Информационные технологии. – 2012. – Т. 10, № 3. – С. 46-57. – EDN PUKLSF.

10. Истомин, Е. Н. Управление двигателем постоянного тока с использованием двухконтурного ПИД-регулятора на базе низко-производительных микроконтроллеров / Е. Н. Истомин, А. А. Никитин // Научные исследования в области технических и технологических систем: сборник статей Международной научно-практической конференции, Казань, 15 января 2018 года. – Казань: Общество с ограниченной ответственностью "Аэтерна", 2018. – С. 96-100. – EDN YLCBWR.

11. Кухоренко А. Н. Методика расчета экономической эффективности инвариантной системы автоматического регулирования уровня воды в барабане котла / А. Н. Кухоренко // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2015. – № 6. – С. 62-73. – EDN VJJZEB.

12. Zhalnin, D. A. To the task of controlling a group of objects on the basis of information technologies / D. A. Zhalnin // Siberian Journal of Science and Technology. – 2019. – Vol. 20, No. 2. – P. 144-152. – DOI 10.31772/2587-6066-2019-20-2-144-152. – EDN PNLXDH.

13. Богданов, Д. С. Преимущества и недостатки коммуникационных интерфейсов / Д. С. Богданов // Наука, техника и образование. – 2019. – № 4(57). – С. 56-59. – EDN EQWNDH.

14. Попова А. А, Сердечный Д. В., Корчагин С. А., Никитин П. В. /. Экономические аспекты внедрения автоматических систем управления в деятельность производственных организаций // Вестник Алтайской академии экономики и права. – 2023. – № 2-1. – С. 86-90. – DOI 10.17513/vaael.2696. – EDN RKJUSJ.

15. Пипченко А. Н., Пономаренко В.В., Шевченко В.А. Принципы построения и основы наладки контроллеров и систем автоматики: Учебное пособие – Одесса: ТЭС, 2010. – 592 стр.