Dinamikus struktúrájú rendszerek optimalizálása

Számos rendszer működése leírható folyamatok segítségével, melyek optimalizálására növekvő igény mutatkozik. A valóságban azonban az előre nem tervezhető, környezeti események a végrehajtás közben módosíthatják a folyamat paramétereit (például erőforráshasználati- vagy beszerzési költségeit), illetve struktúráját (például már használt erőforrások meghibásodása, vagy újabbak elérhetővé válása).

A dolgozatunk során célunk egy olyan módszer megalkotása volt, amellyel elősegítjük az ilyen változásoknak kitett folyamatok optimálizálási- és rekonfigurációs problémájának megoldását. Az előbbi esettel ellentétben, a megfelelő rekonfiguráció keresése során figyelemmel kell lennünk a korábbi futások által módosított rendszerállapotokra.

Napjainkban a biztonságkritikus rendszereken túl, mind üzleti-, mind ipari alkalmazásokban egyre inkább kardinális kérdésként jelenik meg a költséghatékonyság mellett a hibatűrő működés biztosítása is. Ez utóbbi szempont fő motivációja, hogy a szolgáltatások, illetve termelési folyamatok csupán átmeneti fennakadása is jellemzően komoly bevételkiesést jelent a vállalatoknak, biztonságkritikus rendszerek esetén pedig gyakran az anyagi vonatkozásokon túlmutató következményekkel is számolnunk kell.

E követelményeket kielégítő, helyreállítási- illetve rekonfigurációs folyamatok megtalálásának fontos része az újraoptimalizálás és átkonfigurálás költségének, erőforrás- és időigényének minimalizálása. Az általunk bemutatott módszer e komplex problémára keres megoldást.

A munkánk alapötlete az optimalizálási folyamat konstrukciós és javítási fázisokra bontásából ered, mellyel célunk az optimalizálási folyamat gyorsítása volt. A konstrukciós fázis első lépéseként a bemeneti modellen strukturális redukciót végzünk a numerikus paraméterek figyelmen kívül hagyásával, felhasználva a folyamatszintézis (PNS) területéről megismert módszereket. Az ily módon redukált bemeneti modellen futtatott optimalizálás az így csökkentett megoldástéren futtatva jelentősen gyorsítható. E megoldás kiegészítését használtuk fel a rekonfigurációs feladat megoldására.

A megvalósítás során definiáltuk a folyamatszintézis (PNS) probléma formalizmusának kiterjesztését, illetve ennek leképzését az Alloy modellkereső eszköz elsőrendű logikai nyelvére. Az így definiált modellt az eszköz elemző motorjának felhasználásával hatékony módon transzformáljuk SAT problémává. Szintén a bemeneti modell szintjén definiáltuk a folyamatot érintő változásokat, melyek szimulációját is megvalósítottuk. Kihasználva az eszköz modellkereső képességeit, az ilyen eseményekre az új megoldási tér elemkészletének és struktúrájának előállításával reagálunk. Ezen leírások előállításánál különös figyelmet fordítunk az átkonfigurálandó folyamat által már elvégzett feladatok, illetve előállított elemek felhasználására, így minimalizálva a meghibásodás kezelésének költségeit, illetve a folyamatok lehetőség szerint zavartalan működésének biztosítását.

szerzők

• 
  Dinh Attila
  mérnökinformatikus
  nappali
• 
  Magyar Dániel
  mérnökinformatikus
  nappali

konzulensek

• 
  Dr. Gönczy László
  docens, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
• 
  Dr. Pataricza András
  egyetemi tanár, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

helyezés