Функционально-стоимостный анализ программного обеспечения киберфизической системы офисного здания

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2019. № 29. С. 7–31.

Неганова Э. А., Марквирер В. Д., Плаксин М. А., Дерябин А. И.

Широкое распространение киберфизических систем (cyber-physical system, CPS) связано с развитием концепции «Индустрия 4.0», в рамках которой первостепенное значение приобретают цифровая трансформация предприятий, использование новых методов управления на основе технологий Интернета вещей (Internet of Things, IoT) и анализа больших данных (Big Data). В общем случае CPS – класс информационных систем, вычислительные элементы которых интегрированы в физические процессы и объекты, такие системы могут взаимодействовать между собой с использованием протоколов Интернета. Рост числа применений CPS обусловливает необходимость их проектирования с учётом специфических факторов предметной области. В состав киберфизических систем входит аппаратное и программное обеспечение, которое во многом оказывает влияние на безопасность и стоимость технического решения, удобство взаимодействия пользователей с системой. Важными особенностями программ CPS являются обеспечение долговременной работоспособности и высокая устойчивость, что во многом усложняется отсутствием единых унифицированных решений (шаблонов) для построения ПО CPS. Отсутствие шаблонов также влияет и на другие требования к ПО. Целью исследования является выявление способов оптимизации соотношения затрат (как материальных, так и нематериальных) и качества проектируемого программного обеспечения CPS, использующего технологии Интернета вещей, а также выражение их в виде рекомендаций, пригодных для дальнейшего использования. Одним из подходов, позволяющих оценивать сложные организационно-технические решения, является функционально-стоимостный анализ (ФСА). В работе выявлены функции проектируемого ПО CPS офисного здания, определена его структура, отражены результаты применения метода ФСА и сделаны выводы о практической значимости проведенного исследования. Работа выполнена в рамках приоритетного направления развития науки Пермского филиала НИУ ВШЭ «Исследование методов управления в киберфизических системах».

Ключевые слова: программное обеспечение, software, функционально-стоимостной анализ, Internet of Things, cyber-physical systems, Интернет вещей, value engineering, киберфизическая система