Техніка моделювання Кіберфізичних систем за допомогою Коалгебри

Анотація

Актуальність. На сьогодні ми можемо спостерігати  стрімкий темп розвитку інформаційних технологій, впровадження результатів якого є широкий процент автоматизації виробничих процесів. У більшості випадків цю мету можна досягти за допомогою впровадження Кіберфізичних систем у виробничі процеси. Основною особливістю таких інформаційних систем є інтеграція різноманітних сенсорів та маніпуляторів (фізичної складової системи) у обчислювальну систему, що виконує операційно-контролюючу функцію (кібернетична складова системи). Такі системи потребують високого рівня надійності роботи, що у свою чергу вимагає від їх проектувальників уважно ставитися до аналізу специфікації поведінки подібних систем за метою виявлення критичних станів її роботи.

Мета. У роботі досліджується можливість використання формальних моделей опису роботи системи за допомогою Коалгебри. Такий підхід дасть можливість більш ефективно уникати помилок аналізу поведінки Кіберфізичної системи на стадії її проектування. У цьому досліджені буде показано методику моделювання розповсюджених типів динамічних систем за допомогою Коалгебр.

Методи дослідження. Основні типи динамічних систем у ході цього дослідження будуть абстраговані до моделі на основі Коалгбери.

Результати. Було розроблено підходи до моделювання найпоширеніших типів динамічних систем, а саме, Детермінованої системи, Системи з переходами та Рандомної системи. Моделі будувались з використанням теорії категорій та Коалгебри, що забезпечує необхідний високий рівень абстракції. Такий підхід забезпечує можливість працювати не з однією конкретною системою, що була ціллю до аналізу а з цілим класом подібних систем.

Висновки. Результати дослідження показали основні методи до створення моделей основних моделей динамічних систем з використанням Коалгебри. Результати цього дослідження можуть бути корисними для розв'язання задачі моделювання динамічних систем, як основа для подальших досліджень.