Общая идея создания КИМИС основана на том, что для испы­тания (исследования) ПС, реализованного непосредственно на управляющей ЭВМ, необходимо моделировать управляе­мый процесс и имитировать поступление в ЭВМ информации об этом процессе. Испытываемое ПС безразлично к непосредствен­ным источникам информации. Важно лишь, чтобы вся информа­ция была распределена по реальным физическим каналам ЭВМ и временным тактовым интервалам, а также соответствовала за­данному (ожидаемому) диапазону условий внешней среды. Со­пряжение моделей с реальными средствами системы необходимо для оценки результатов моделирования путем их сравнения с реальными данными. Использование в составе КИМИС непосред­ственно самого ПС, а не его модели, позволяет получить более достоверные результаты при моделировании и избежать больших дополнительных трудозатрат на разработку модели ПС.

Для создания КИМИС, помимо основной ЭВМ, на которой реализуется испытываемое ПС, используют ЭВМ примерно та­кой же производительности для реализации комплекса моделей соответствующего назначения. Первую ЭВМ (ВС) обычно назы­вают технологической, вторую—инструментальной. Инструмен­тальная ЭВМ и программное обеспечение образуют КИМИС. Та­кие КИМИС являются кроссовой системой (КРОСС-КИМИС). Моделируемые (имитируемые) на инструментальной ЭВМ дан­ные передаются в технологическую ЭВМ, где и обрабатываются как реальные данные. Программное обеспечение КИМИС может быть реализовано и на технологической ЭВМ (Резидент-КИМИС). Но такой вариант используется сравнительно редко из-за дефи­цита памяти и производительности в технологических (управля­ющих) ЭВМ.

Автоматизированный технологический комплекс (АТК) со­стоит из элементов следующих типов: управляемый технологиче­ский агрегат (УТА), автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП), датчики информации (ДИ) о состоянии управляемого процесса. На вход АТК посту­пает объект обработки (00), на выход—результат обработки (РО). Если прекратить доступ информации в ЭВМ от реальных физических объектов АТК, а вместо нее вводить адекватную ин формацию, имитируемую по КИМИС на инструментальной ЭВМ , то процесс функционирования ПО АСУ ТП бу­дет адекватен реальному. Оператор УТА в принципе может участвовать в обеих режимах.

Программное обеспечение КИМИС в общем случае состоит из следующих подсистем: моделирования, анализа результатов испытания, регистрации событий (документирования), планиро­вания и управления и базы данных (рис. 20). В состав подсистемы моделирования входят: модель заявок на обработку (МЗ), модель объекта обработки (МОО); модели датчиков информации (МДИ); имитатор помех (ИП); модель управляемого технологического агрегата (МТА).

Модель заявок имитирует поток заявок на обработку (напри­мер, поток слябов) исходя из плановых и производственных соображений

В соответствии с заданным приоритетом или случай­ным образом выбирается 00, принимаемый на обслуживание, из совокупности 00, имитируемой МЗ, и его характеристики. Моде­ли датчиков информации являются информационными моделями конкретных типов датчиков информации, используемых в систе­ме управления АТК. Они имитируют выдачу текущих координат характеризующих состояние технологического процесса. Модель управляемого технологического агрегата (например, прокатного стана) имитирует управляемый технологический процесс (напри­мер, прокатки стали) с выдачей соответствующей информации об этом процессе. Имитатор помех в соответствии с заданными вероятностными характеристиками имитирует воздействие слу­чайных факторов на элементы моделируемой системы и управ­ляемый процесс. При этом используется датчик случайных чисел, позволяющий реализовать процедуру «розыгрыш».

Таким образом, подсистема моделирования, имитируя техно­логический процесс в управляемом агрегате, обеспечивает вос­произведение потока входной информации в управляющую ЭВМ, адекватного этому потоку в реальных условиях эксплуатации АТК.

Имитируемый поток входной информации подается' на вход испытываемого ПО АСУ и инициирует его функционирование, результатом которого является поток выходной (управляющей) информации, выдаваемый на УТА или его модель. Образуется замкнутый контур управления, адекватный контуру управления в реальном ДТК.

Основными компонентами подсистемы анализа результатов испытаний являются: программа выборки результатов преобра­зования входных данных, программы формирования эталонных значений для анализа правильности результатов, программа сравнения фактических результатов с эталонными и оценки их приемлемости (правильности).

Подсистема регистрации событий обеспечивает документиро­вание хода испытаний и регистрацию всех тех характеристик, которые могут быть полезны как для определения значений пока­зателей качества испытываемого ПС, так и для оценки эффек­тивности и состояния самого процесса испытаний.

Подсистема планирования и управления на основе анализа состояния испытаний, полученных результатов, проверенных пу­тей граф-схемы испытываемого ПС и поступающих заданий от программистов-испытателей осуществляет планирование экспе­риментов и подготовку соответствующих исходных данных для подсистемы моделирования. На эту же подсистему возлагается координация действий (инициализация) всех элементов КИМИС.

Достоинства КИМИС очевидны. Его использование позволяет осуществлять комплексную стыковку объектов испытываемой системы и проверку принципов управления задолго до создания всех элементов системы (элемент системы, разработка которого не завершена, заменяется моделью). Применение моделирования позволяет разнообразить условия испытания и сэкономить мате­риальные ресурсы. Комплексные испытательные моделирующие стенды можно использовать не только для испытания программ, но и для отработки взаимодействия всех элементов системы.

Сопряжение реальных средств испытываемой системы с их моделями позволяет разнообразить условия испытания и про­вести полунатурные эксперименты. Можно, например, проверить работу автоматизируемого технологического агрегата, моделируя поведение объекта обработки или, наоборот, промоделировать работу технологического агрегата при работе с реальным объек­том обработки. Такие вариации позволяют, с одной стороны, про­верять адекватность моделей своим оригиналам и тем самым

убеждаться в достоверности результатов статистических испыта­ний, а, с другой стороны, использовать КИМИС на самых ранних этапах разработки опытного образца ПС для выбора и апробации наилучших проектных решений.

IV. СЕРТИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ.

1. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ КАЧЕСТВА.

В начале 70-х годов многие специалисты пришли к выводу о необходимости широкого распро­странения индустриальных (инженерных) методов в области по­строения программ (см, § 1.1). Индустриальные методы бази­руются на строгой регламентации и автоматизации технологиче­ских процессов. Таким образом, стандартизация и в области по­строения программ стала жизненной необходимостью.