close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Пакет базовой документации КиберСПАС. Вер.0.8.5.1.

код для вставкиСкачать
Документация для построения нового экономического уклада России. Версия 0.8.5.1. № п/п: 2. Дата: 2013.04.23.
 К
К
и
и
б
б
е
е
р
р
н
н
е
е
т
т
и
и
ч
ч
е
е
с
с
к
к
а
а
я
я
с
с
е
е
т
т
е
е
в
в
а
а
я
я
п
п
р
р
о
о
и
и
з
з
в
в
о
о
д
д
с
с
т
т
в
в
е
е
н
н
н
н
а
а
я
я
а
а
в
в
т
т
о
о
м
м
а
а
т
т
и
и
з
з
и
и
р
р
о
о
в
в
а
а
н
н
н
н
а
а
я
я
с
с
и
и
с
с
т
т
е
е
м
м
а
а
C
C
y
y
b
b
e
e
r
r
S
S
P
P
A
A
S
S
:
:
C
C
y
y
b
b
e
e
r
r
n
n
e
e
t
t
i
i
c
c
S
S
y
y
n
n
e
e
r
r
g
g
i
i
c
c
P
P
r
r
o
o
d
d
u
u
c
c
t
t
i
i
o
o
n
n
A
A
u
u
t
t
o
o
m
m
a
a
t
t
e
e
d
d
S
S
y
y
s
s
t
t
e
e
m
m
Пакет базовой документации
Версия 0.8
.
5.1.
№ п/п: 2
. Дата: 2013.04.
23
.
КиберСПАС.рф
Подлежит
свободному распространению
©
2
013
2
/
45
О думы упорные, вспомните!
Вы только забыли чертѐж!
Свершится, что вами замыслено.
Громада до неба взойдѐт
И в глуби, разумно расчисленной,
Замкнѐт человеческий род.
И. Брюсов «В неконченом здании»
3
/
45
Содержание
1.
Вводные сведения
................................
................................
................................
................
4
1.1.
Постановка задачи
................................
................................
................................
........
4
1.2.
Технические основы решения
................................
................................
........................
4
1.3.
Мировоззренческие принципы
................................
................................
......................
4
2.
Кластерная организация производственных мощностей
................................
...........
5
2.1.
Социально
-
производственный кластер
................................
................................
......
5
2.2.
Составные элементы кластера
................................
................................
..................
5
2.3.
Ресурсный поток
................................
................................
................................
.........
13
2.4.
Модели производственного кластера
................................
................................
.......
14
2.4.1.
Общие сведения
................................
................................
................................
...................
14
2.4.2.
Матричная организация данных
................................
................................
........................
14
2.4.3.
Последовательность статического проектирования кластера
................................
.........
16
2.4.4.
Структурная модель продукта
................................
................................
...........................
20
3.
Регулятивно
-
учетный механизм КиберСПАС
................................
............................
21
3.1.
Исходные положения
................................
................................
................................
..
21
3.2.
Уравнение движения материи
................................
................................
...................
23
3.3.
Уравнение использования энергии
................................
................................
..............
23
3.4.
Расчет регулятивно
-
учетных единиц (РУЕ)
................................
............................
24
3.5.
Ценообразование и оплата труда
................................
................................
.............
26
4.
Замкнутый контур «производство
-
потребление»
................................
.......................
29
5.
Организация и управление КиберСПАС
................................
................................
......
30
5.1.
Общие сведения
................................
................................
................................
............
30
6.
Формальный протокол КиберСПАС
................................
................................
.............
31
6.1.
Общие сведения
................................
................................
................................
............
31
6.2.
Стандартные пакеты данных
................................
................................
...................
31
7.
Разное
................................
................................
................................
................................
...
35
Приложения
................................
................................
................................
................................
36
Приложение A: Текст программы RAU.jar для расчета РУЕ
................................
...........
36
Приложение B: Образец исходных данных для RAU.jar
................................
......................
41
Приложение C: Результат обработки образца данных для RAU.jar
...............................
42
Список источников
................................
................................
................................
...................
43
Об авторе
................................
................................
................................
................................
.....
45
4
/
45
1.
Вводные сведения
1.1.
Постановка задачи
Людское общество для выживания обязано поддерживать энергетический баланс со средой, а для роста и развития –
непрерывно увеличивать поток энергии, поступающей в его распоряжение из внешней среды, в расчете на душу населения и на квадратный километр территории. Сбои в энергетическом балансе ведут к деградации социума, а при длительном дисбалансе –
к гибели.
Для восполнения и увеличения доступной энергии человек обязан осуществлять постоянные материально
-
энергетические преобразования природного вещества, т.е. трудиться. Доступная э
нергия аккумулируется и возвращается человеку в виде потребительской продукции. Следовательно, непрерывный рост производства потребительской продукции на душу населен
ия при росте населения есть главный показатель развития трудящегося общества [
1
,
2
].
Задача: создать и широко внедрить комплексный регулятивный механизм, который делает для социума обязательным постоянный рост количе
ства доступной к использованию энергии в расчете на душу населения и на квадратный километр территории
.
1.2.
Технические основы
решения
Решение поставленной задачи осуществляется на трех основах
:
1.
кластерная организация производственных мощностей
;
2.
сквозной внутренний учет в натуральных показателях
;
3.
замкнут
ый контур «производство
-
потребление»
.
Их содержание раскрывается
в соответствующих
разделах
ниже
.
1.3.
Мировоззренческие принципы
Но прежде чем излагать технические решения
, выразим мировоззрение
, лежащее в основе
вс
ей
разработк
и
. 10 мировоззренческих принципов
являются интерпретацией модели жизнеспособной системы Стаффорда Бира [
3
, 4
], и они таковы.
1.
Как решать задачу –
система знает лучше.
Всегда.
2.
Поставить задачу может только надсистема.
3.
Надсистема ставит задачу во благо
системе, только если зависит от эффективности решения. Если надсистема не зависит от эффективности решения, то ставит задачу во вред системе. Без вариантов.
4.
Эффективно система решает лишь задачу, органичную ей.
5.
Надсистеме требуется знать организацию систе
мы.
6.
Никакого априорного знания о системе не существует!
7.
Никакого полного или навечно истинного знания о системе не будет никогда.
8.
О себе система должна рассказывать сама, безостановочно и добровольно.
9.
Система рассказывает о себе через решение задач.
10.
См. п.
1.
Итак, научная
, мировоззренческая
основа
КиберСПАС –
управленческая кибернетика.
5
/
45
2.
Кластерная организация производственных мощностей
2.1.
Социально
-
производственный кластер
Социально
-
производственный кластер
–
это совокупность людей, машин, оборудования, материалов и энергии, которая характеризуется 4
-
мя видами активности. Кластер осуществляет:
1.
извлечение ресурсов из природной среды
;
2.
возврат части ресурсов в природную среду во время осуществления материальных
и энергетических затрат по преобразованию сырья
в конечную продукцию
одной из двух групп
:
А.
продукция стационарного производственного назначения
, л
ибо
Б.
продукция бытового индивидуального потребления;
3.
создание (выпуск) одного и только одного наименования конечной продукции
;
4.
возврат всех ресурсов во внешнюю среду в ходе потребления конечной продукции собственного производства и/или конечной продукции иных кластеров.
Названные четыре вида активности исчерпывающе определяют функционирование кластера и предста
вляют его как целостный объект управления.
Таким образом, кластер –
это логический конструкт. Он не включает географической фактор, т.е. представление о нем, как о предприятиях в границах некоторой территории, –
ошибочно.
Продукция группы А определяет клас
тер типа А, или А
-
кластер. Продукция группы Б определяет кластер типа Б, или Б
-
кластер. В настоящей документации в подавляющем большинстве случаев речь ведется о кластерах типа Б, если не оговорено иное. Отсутствие указания на тип означает Б
-
кластер.
Конеч
ный п
родук
т (как группы
А, т
ак и группы
Б
) определяется
по
ключевой характери
стике: конечный продукт
кластера не может быть использ
ован
как потоковый ресурс
.
В противном случае продукт –
промежуточны
й
.
Социально
-
производственный кластер является составной частью множества кластеров, которые осуществляют между собой обмен продукцией
, зачастую накладываются друг на друга
и как целое носят название производственно
-
распределительная система (ПРС)
.
ПРС, испол
ьзующая регулятивно
-
учетный механизм, описанный в разделе 3 настоящей документации, именуется
Кибернетическая сетевая производственная автоматизированная система
–
КиберСПАС.
ПРС обеспечивает также содержание иждивенцев
–
в широком толковании
слова
, включающем производителей средств производства.
Ввиду особого акцента на производственной деятельности слово «социальный» в определении кластера всюду опущено.
Графическое моделирование кластера производится в виде электрической
сети
: таблиц
а 1
.
Графические модели делают очевидным то, что проектирование и поддержание работы кластера, с формальной точки зрения, относится к задач
ам
топологии.
2.2.
Составные э
лементы кластера
Оба типа кластеров –
А и Б –
состо
я
т из одних и тех же элементов, построенны
х
по модели входов
-
выходов.
Каждый из элементов является вариацией полной модели, изображенной на рисунке
1
.
6
/
45
Рисунок 1.
Полная модель элемента кластера. Вх
i
–
входы
: -
м –
материи, -
э –
энергии
;
Н
–
накопление
;
П –
переработка
;
Р –
распределение
;
Вых
i
–
выходы
: -
п
–
продукта
материального
, -
о
–
отходов
материальных, -
э –
энергии
;
З –
запрос данных
;
О –
ответ на запрос
Полная модель включает
два инструмента
(1
-
ый уровень списка)
, обеспечивающих семь
вид
ов
взаимодействия с внешней средой
(уровни 2 и 3 списка)
:
1.
входы:
1.1.
материи,
1.2.
энергии;
2.
выходы:
2.1.
материи
:
2.1.1.
на элементы типа
L
или O
(см. ниже),
2.1.2.
на элементы типа
R
,
2.1.3.
на элементы типа
0
M
;
2.2.
энергии;
2.2.1.
на элементы типа
L
,
R
, E
,
Ẽ
или O
,
2.2.2.
на элементы типа
0
E
;
а также семь внутренних процесс
ов
(
2
-
ой уровень списка)
в трех категориях
(1
-
ый уровень списка)
:
3.
накопление:
3.1.
материи
,
3.2.
энергии
;
7
/
45
4.
перераб
отка:
4.1.
матери
и
в материю,
4.2.
матери
и
в энергию,
4.3.
энерги
и
в энергию;
5.
распредел
ение:
5.1.
материи,
5.2.
энергии
.
Внутренние процессы могут протекать с потреблением либо без потребления энергии
.
Через выходы 2.1.1. и 2.2.1. элемент
поставляет продукцию одного и только одного вида.
Иными словами, каждый элемент специализирован
на выпуске конкретного продукта.
Это является ключевой и неизменной характеристикой модели.
Для своей полноценно
й работы
элемент обязан обмениваться данными
о своем состоянии
с другими элементами
производственного кластера
. Информационный обмен можно рассматривать одновременно и как инст
румент, и как процесс:
6.
коммуникация:
6.1.
отправка запроса: кому?
6.2.
ответ н
а запрос: чей?
В настоящем разделе
внимание уделяется
только тем информационным обменам
, которые координирую
т
взаимо
действи
я
элементов
, т.е. предшествуют материальн
ым или энергетическим поставкам
. Об информационном сопровождении
фактических
постав
ок см. раздел 6
.
На данный момент в кластере выделяется 1
1
типовых элементов
, их перечень представлен в т
аблице
1
.
Н
и один из элементов
не обладает всеми свойствами
полной модели.
Т
аблиц
а
2
описывает
элемент
ы
через их структурно
-
функциональные
характеристики.
8
/
4
5
#
Тип
Наименование
элемента
Графическое обозначение
элемента
Описание
элемента
принципиальная схема
слоевая схема
I
II
III
IV
V
VI
1
O
конечный продукт
кластера
Материальный объект
или энергия
, которы
е
производственный кластер поставляет
либо
физическ
им
лиц
ам
для индивидуального бытового потребления
,
либо другим А
-
кластерам
для производственной эксплуатации, при которой продукт не выступает потоковым ресурсом
.
Конечный продукт задается на стадии проектирования кластера и
организует
под себя все производственн
о
-
технологические
процессы в кластере
. Конечный продукт –
единственны
й выпускаемый кластером
предмет бытового или непотокового производственного назначения
.
Материальный кон
ечный продукт кластера также
носит название целевое изделие
.
2
L
участок затрат: продуктивное звено
Набор объектов, порождающих физико
-
химический процесс
, который накаплива
ет
, перемеща
ет
, комбиниру
ет
или
видоизменя
ет
поступившие в него
вещества
.
Процесс
дает на выходе строго один полезный продукт
,
необходимый
для выработки
конечного продукта кластера
.
Необходимость диктуется тем, что L
-
участ
ок
связывают с
элемент
ом
O
ресурсны
е
потоки
.
Однако в
ыходн
ая
продук
ция
L
-
участка может не попасть
в состав конечного продукта
, если
она полностью
обращается в отходы на участках
, находящихся в потоке ближе к O
(т.е. на следующих технологических звеньях).
Так, п
омимо полезного продукта, L
-
участки
создают
отходы
, которые
поставля
ются
на участки типа R
.
3
R
участок затрат: обработчик отходов
Набор объектов, порождающих физико
-
химический процесс
, который накаплива
ет
, перемеща
ет
, комбинирует или видоизменяет
поступившие в него вещества
. Процесс
дает на выходе строго один продукт,
явля
ющий
ся лишним
с точки зрения получения конечного продукта кластера.
Последнее
означает, что
R
-
уч
аст
ок никогда не
связан ресурсными потоками с элементом O
. Как следствие, в
ыходной продукт R
-
участка не включается в состав конечного продукта кластера и в
озвра
щается
во внешнюю среду
, минуя полезное использование
.
Таблица 1
(
начало
)
.
Перечень элементов производственного кластера
9
/
45
I
II
III
IV
V
VI
4
S
переключатель
–
Логический элемент.
Используется в случаях, если некоторый производственный объект (или набор объектов) реального мира
способен выполнять несколько не пересекающихся во времени процессов
,
т.е.
работает в разных
режимах
.
К
аждый из таких процессов
моделир
уется
через отдельный элемент
, и п
ереключатель направляет
ресу
рсные потоки на
элемент
ы
модели в соответствии с
режим
ами
работы
реального объекта
.
В качестве распределителя ресурсных потоков переключатель координирует взаимодействия связанных с ним участков, для чего постоянно обменивается с этими участками информацией.
5
C
участок затрат: накопитель
материи
Набор объектов, который обеспечивает хранение материальных продуктов, полученных от других элементов производственного кластера.
Элемент используется в основном как общее
хранилище веществ для L
-
или R
-
участков, моделирующих разные режимы одного и того же реального производственного объекта, а также для подсоединения пусковых подсетей в
циклических постав
ках
.
В качестве общего хранилища для нескольких взаимозависимых L
-
и R
-
участков накопитель соединен с ними не напрямую, а только посредством переключателя (
S
), с которым
постоянно обменивается информацией
.
6
D
сепаратор
Логический элемент
, который получа
ет
на вход вещественный
продукт
определенного
типа
,
производ
ит
его разделение
на части с
разным физико
-
химическим составом
, после чего участки затрат используют каждую из частей как отдельный продукт
.
Благодаря
наличию
данно
го
логическо
го
элемент
а
выполняется условие
единственности полезного продукта
на выходе каждого
участка затрат.
Контроль
состава
веществ при их разделении критически важ
ен
для работы регулятивно
-
учетного механизма КиберСПАС.
7
M
источник сырья
Природное м
есторождение либо иное скопление вещества
, потребляемого продуктивными звеньями –
специализирующимися на добыче сырья L
-
и R
-
участками.
Строго говоря, источник сырья не является частью производственного кластера. Он занимает промежуточное положение между элементом природной среды и участком затрат типа
C
(накопителем)
. В модели эта промежуточность выражается в том, что источник не тратит энергию на хранение сырья и координирует его поставки в кластер в ходе информационного обмена с
добывающим
и
L
-
и
R
-
участкам
и
.
Таблица 1
(
продолжение
)
.
Перечень элементов производственного кластера
10
/
45
I
II
III
IV
V
VI
8
E
независимый энергоисточник
–
Набор объектов, порождающих физико
-
химический процесс, который не требу
ет
поставок вещества или энергии от других элементов кластера. Выходным продуктом данного процесса является энергия.
Как и источник сырья
, независимый энергоисточник занимает промежуточное положение между элементом природной среды и производственным звеном. В модели он
координирует поставки энергии в кластер через информационный обмен с участкам
и
-
потребителям
и
.
Подобно месторождению, его можно рассматривать как внешнее хранилище, из которого ресурс (энергия) берется по мере надобности.
9
Ẽ
участок затрат: за
висимый энергоисточник
Набор объектов, порождающих физико
-
химический процесс
, который требу
ет
поставок вещества или энергии от других элементов кластера
. Выходным продуктом данного процесса является энергия
.
10
0
M
природная среда:
накопитель потерь и отходов материи
Область а
тмосфер
ы
,
гидросфер
ы или
суш
и
, куда
участки затрат сбрасывают потери и отходы
.
Природная среда не является частью производственного кластера
, но учитывается
в движении
материальн
ых
поток
ов
.
11
0
E
природная среда:
накопитель потерь энергии
–
–
Любые объекты, внешние по отношению к источнику энергии. Н
епроизводительное рассеяние энергии учитывается
в моделях
КиберСПАС только опосредованно
.
Таблица 1
(
окончание
)
.
Перечень элементов производственного кластера
11
/
45
Примечания к таблице
1
:
Объект –
это некоторый объем вещества либо некоторое количество энергии, которые в практических условиях целостного производственного кластера не требуют
декомпозиции и потому восприним
аются как неделимые.
Объекты и их соединения, составляющие любой элемент модели, определяются ответственными лицами в ходе анализа технологического процесса. Ответственные лица осуществляют исследование операций, производимых конкретными работниками и конк
ретным технологическим оборудованием.
Мировоззренческие основы КиберСПАС
обязывают к тому, чтобы в
качестве ответственных лиц (исследователей операций) выступа
ли
все работники кластера
, которые по окончании анализа собственных
действий и используемого оборудования совместно должны св
ести
воедино результаты по всему кластеру
,
согласовать
и утвердить их
.
К элементу модели предъявляется следующее требование: выделяемый в качестве элемента физико
-
химический процесс должен быть внутренне однородным. В идеале э
то означает, что:
удельные затраты энергии на обработку массы вещества в разных частях процесса должны быть равны
между собой,
на обработку каждого из потоковых ресурсов
в конкретном
процессе
должно быть затрачено одинаковое время.
Хорошее
приближение к идеалу достигается, когда в физико
-
химическом процессе участвуют только два объекта, чье взаимодействие требует притока энергии.
По мере накопления практического опыта
д
олжны быть выработаны четкие рекомендации, а также
стандарты членения технологического процесса на элементы.
12
/
45
#
Тип
1.
Входы
Внутренние процессы
2.
Выходы
6. Коммуникация
3.
Накопление
4.
Переработка
5.
Распределение
1.1.
1.2.
3.1.
3.2.
4.1.
4.2.
4.3.
5.1.
5.2
.
2.1.
материи
2.2.
энергии
6.1.
6.2.
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
2.2.1.
2.2.2.
1
O
2
L
L
, M
, E
,
Ẽ
L
, R
, S
,
Ẽ
3
R
L
, M
, E
,
Ẽ
S
4
S
L
, R
, C
, E
,
Ẽ
5
C
S
6
D
7
M
L
, R
8
E
L
, R
, S
9
Ẽ
L
L
, R
, S
10
0
M
11
0
E
Таблица 2
.
Структурно
-
функциональные характеристики элементов производственного кластера
13
/
45
Обозначения в таблице
2
:
Пустая клетка –
свойство отсутствует
.
–
наличие свойства возможно
.
–
наличие свойства обязательно
.
–
потребление энергии возможно
.
–
потребление
энергии обязательно
.
Отсутствие значка или –
энергия не потребляется
.
Примечания к таблице
2
:
Сочетание двух символов
выражает условие: е
сли
в реальной
производственной сети конкретный элемент обладает указанным свойство
м –
то
энергия в этом элемент
е
потребляется
.
2.3.
Ресурсный поток
Ресурс
–
это материальный или энергетический объект, являющийся частью производственного кластера.
Объект природной среды становится ресурсом лишь тогда, когда начинает
использова
ться
кластером (
с моме
нта добычи, улавливания).
Ресурсный поток
–
это физическ
ое перемещение
ресурса
от одного элемента производственного кластера к другому элементу того же кластера либо во внешнюю среду.
Перемещаемый в виде потока объект есть пото
ко
вый ресурс
.
Р
есурсный поток определяет две базовые функции системы, а именно
:
1.
перенос массы,
2.
передач
а
энергии.
Перенос массы и передача энергии учитываются как происходящие во времени.
Ресурсный поток –
фундамент регулятивно
-
учетного механизма КиберСПАС.
Из определения
потока следует, что в
расчет регулятивно
-
учетных показателей КиберСПАС
не включаются такие объекты, перемещению которых не предшествовало никакое действие частей производственной системы (кластера)
, но которые при этом участвуют в функци
онировании
кластера
.
Так, в гидроэнергетике проходящ
ая
через турбину вод
а не является потоковым ресурсом и ее
масса не включается в расчет регулятивно
-
учетных единиц (РУЕ)
, поскольку
ток воды самостоятелен
, он не вызван технологическими процессами по перемещению вод
ы
. Аналогично не учитывается масса атмосферного кислорода, связываемого при сжигании топлива
. При этом возможен учет материально
-
энергетических затрат на искусственное нагнетание воздуха
в камеру сгорания
.
М
асса углеводородного топлива (угля, нефти, газа)
,
транс
п
ортированного в генер
атор энергии с предыдущих технологических этапов, принимается в расчет, поскольку
его транспортировка (
частью
которой является извлечение из среды –
добыча) осуществляется с затратами ресурсов
производственной системы
.
Названн
ые
закономерност
и
отражен
ы
в моделях элементов
(
т
аблиц
а
2
)
.
Так, гидротурбина –
это независимый энергоисточник
(
E
), камера сгорания при наличии нагнетателя атмосферного кислорода –
зависимый энергоисточник (
Ẽ
), месторождение углеводородов –
источник сырья (
M
).
Из них только гидротурбина не порождает материальный поток (столбец 2.1. в строке 8 пуст); месторождение и камера сгорания способны порождать его.
Таким образом, в т
аблице
2
свойства порождаемого элементом ресурсного потока
задаются типом выходов
элемен
та
.
Н
а графических моделях кластера
ресурсные потоки изображаются в виде линий
.
Ресурсные потоки кодируются
специальным формальным протоколом КиберСПАС.
14
/
45
2.4.
Модели производственного кластера
2.4.1.
Общие сведения
Настоящий подраздел 2.4
.
описывает методы
проектировани
я кластера
с нуля. Анализ наличных производ
ственных линий и построение их потоковых моделей осуществля
ю
тся
по аналогии с теми или иными этапами проектирования
.
Модели кластера в КиберСПАС делятся на два типа: та
блица
3
.
Тип
Реализация
Наименования
1
Статические
Графическая
М
атричная
Структурная модель продукта
Структурная (или инфраструктурная) модель производственного кластера
2
Динамические
Программная
Импульсно
-
волновая модель производственного кластера
Таблица
3
.
Модели производственного кластера
Статическое (графическое и матричное) моделирование
учитывает вещественные и композиционные аспекты моделируемого объекта и
концептуально близко двум методам:
a)
межотраслево
го
баланс
а
(
МОБ
)
В.В. Леонтьева,
b)
спис
ка
материалов
–
англ.
: bill of materials (
BOM
)
.
Статические модели КиберСПАС совмещают оба метода и адаптируют их к потоковой парадигме.
Динамическая модель имеет следующую логику.
С того момента, когда ресурс поступает из внешней среды в производственную се
ть, его движение по сети можно рассматривать двояко:
1.
как импульсное перемещение от одного участка затрат
к другому,
2.
как распространение волнового фронта.
При второй трактовке каждый элемент сети
предстает точкой, которая под действием прохождения волны (ресурса) колеблется в определенном интервале времени с определенной частотой. Эти колебания выражаются в периодическом получении ресурса, в его хранении и переработке за установленное время
, в ритмических перепадах энерг
опотребления
и наконец –
в частоте выпуска продукции каждым элементом
.
Таким образом, динамическая модель
, помимо структурно
-
вещественных,
учитывает факторы времени и энергетических затрат
.
Именно она моделирует потоки как таковые и используется для прогноза продуктивности кластера и затрат
ности продукта, как они рассчитывается в КиберСПАС.
Импульсно
-
волновая модель строится на основе матричного представления кластера. Матричн
ое представление
может создаваться
на основе
графического изображения
интересующего объекта.
Визуал
изация
внутренней структуры объекта –
вещь удобная, но необязательная. Графическая декомпозиция сложных физических сущностей может стать даже контрпродуктивной, если потребует избыточно большого времени на проработку или не сможет обеспечить наглядность. Потому матричная
форма моделирования продукта является основной
, что обязывает начать с ее описания, вводя графическ
ие модели
как вспомогательн
ые
, а программн
ый инструментарий
–
как производн
ый
.
2.4.2.
Матричная
организация данных
Матричные модели
отражают структурные и числовые
характеристики связей
в продукте и в кластере и оперируют числовыми данными двух типов:
1.
относительные
массы
(
массовые доли
)
физических объектов
: матрицы
A
, C
, W
,
2.
абсолютные массы физических объектов
: матрицы B
, D
, Q
.
Данные первого типа вводятся в модель извне, данные второго типа –
расчетные.
15
/
45
Первый тип данных задает структуру производственного потребления материальных ресурсов в разрезе конечного продукта кластера. Второй тип данных выражает фактические количественные потребности в материальных ресурсах на всех элементах производственно
й сети
.
Рисунок 2 дает графическое представление матричных моделей КиберСПАС. Каждое обозначенное индексом измерение есть координатная ось.
Рисунок 2
.
Строение и индексация матриц в статических моделях КиберСПАС
Индексы
(измерения) имеют следующую семантику:
i
–
строка
квадратной матрицы. Координаты по оси i
–
это идентификаторы участков затрат.
j
–
столбец
квадратной матрицы. Координаты по оси j
–
идентификаторы участков затрат.
l
–
слой
(от англ. Layer
) трехмерной матри
цы. Он представляет собой квадратную матрицу в системе координат <
i
, j
>
. Координаты по оси l
–
натуральные числа.
g
–
поколение
(от англ. Generation
) данных. Поколения данных обязаны своим происхождением наличию нелинейных циклических и псевдоциклических отношений в матричных моделях. Координаты по оси g
–
натуральные числа.
o
–
объект
(от англ. Object
)
физического мира
.
При g
= 0
объектом выступает
п
родукт
–
целевое изделие
, при g
≠
0 –
кластер. Таким образом, координаты по оси o
есть идентификаторы
:
либо продукта (символ #
, согласно формальному протоколу
), либо кластера (символ *).
Так, все матрицы являются пятимерными. Тогда элемент
, например,
матрицы A
обозначается
следующим образом
: a
i j l
g
o
; или в нотации формального протокола КиберСПАС: a
~12.3.14:8:16.2.
;
~7.9.23:2:8.
4
.
1
.
;4
;
1
;
#
1
9
.
18
.
6
:
1
.
.
В дальнейшем из названных 5
-
и измерений чаще приходится оперировать только двумя или тремя; это требуется, в частности, при умножении двумерных матриц в координатах <
i
, j
>
. Введем особые обозначения, позволяющие производить действия над
определенными измерениями, не затрагивая остальные. Станем писать наклонным шрифтом индексированное название матрицы, но с частичным пропуском индексов, отсекая их последовательно слева направо. Рисун
ок
3
иллюстриру
е
т такие операции. На нем
легко видеть, что в каждом случае указание координат под названием матрицы означает их фиксацию, и изменению подвергаются все координаты, кроме указанных. Иными словами, отсеченные (пропущенные) координаты остаются свободными. Тогда, например, выражение
16
/
45
B
l
+1,
g
o
= B
l
g
o
×
A
l
g
o
явля
е
тся корректным произведени
ем
двумерных матриц (рис.
3
в
).
Рисунок
3
.
Индексация подпространств в статических моделях КиберСПАС
2.4.3.
Последовательность статического проектирования
кластера
Все матричные модели находятся в логической связи друг с другом
так, что одни п
о
р
о
ж
д
а
ю
т
данные для других, зачастую в циклическом взаимодействии.
Рассмотрим общую логику использования статических моделей КиберСПАС.
0
) На нулевой стадии (поколение данных g
= 0) конечный материальный продукт
кластера рассматривается ка
к исходный объект и производится его декомпозиция, а также последовательная декомпозиция всех его составляющих, вплоть до ресурсов, добываемых из внешней среды. В ходе анализа берутся только чистые включения вещества, т.е. фактическое содержание продуктов предыдущих технологических звеньев –
L
-
участков затрат –
в составе продукции участка, анализируемого в данный момент. Так формируется структурная модель продукта.
Структурная модель продукта –
база для формирования реального производственного кластера.
1) На стадии 1 конечный материальный продукт кластера –
целевое изделие –
по
-
прежнему рассматривается как исходный объект, подлежащий полной декомпозиции, но его структурная модель адаптируется к наличным производственным мощностям. Таким образом, вторая с
тадия моделирования относится к инфраструктурной модели кластера, как и три последующие. Адаптация состоит в разделении/совмещении отдельных участков затрат, во вводе дополнительных, не предусмотренных моделью продукта участков, в исключении предусмотренны
х участков и в четком определении физически
-
осуществимых поставок между участками. Анализ ведется по тому же принципу чистых включений, как если бы поступившее в каждый участок затрат вещество полностью и без остатка превращалось в продукт данного участка.
2) На стадии 2 в модель вводятся величины материальных потребностей всех участков затрат, что определены на второй стадии, но с учетом производственных потерь и отходов. Данные заносятся в знакомом порядке от конечного продукта к источникам сырья.
Ввод в производственную обработку дополнительных масс во многих случаях требует повторной адаптации производственных мощностей, т.е. возврата к стадии 1
и последующему повторению стадии 2
. Такое циклическое выполнение операций 17
/
45
формирует новые поколения данных. Од
но поколение данных генерируется на одной стадии
в каждой итерации цикла. Итерация цикла может состоять из следующих стадий:
1
–
2
;
1
–
2
–
3
–
4
.
Циклическое повторение стадий возникает, если
в рамках одной стадии
в конкретном поколении данных g
≠
0 выпол
няется двуединое условие:
1.
A
g
o
≠
C
g
o
,
2.
рассчитанные в D
g
o
поставки физически неосуществимы либо не оптимальны.
3) Третья стадия также формирует новое поколение данных, но особым, отличным от всех остальных стадий образом: здесь
поколение данных образуется без возникновения
цикла. На этой стадии рассчитываются распределения масс в их движении от внешних источников сырья к готовым продуктам. Здесь впервые определяются количества потерь и отходов производственного процесса и достра
ивается часть мощностей по их обработке. Однако влияние новых мощностей на предшествующие технологические этапы не анализируется, потому т
р
е
т
ь
я
стадия включает данные предыдущего поколения в неизменном виде и только дополняет их.
4) Полные затраты на об
работку отходов учитываются на четвертой стадии анализа. На ней каждый без исключения продукт, который покидает кластер –
будь то в форме целевого изделия, либо в качестве отходов, –
выступает как объект
декомпозиции. В результате происходит достройка тех участков кластера, чья продукция необходима для обработки отходов, но не участвует в создании целевого изделия. В общем случае
продукция любого участка затрат может быть задействована как в производстве целевого изделия, так и в процессах обработки отходов
кластера. Это способно привести к нарушениям установленных на т
р
е
т
ь
е
й
стадии пропорций производственного потребления и потому требует очередной коррекции данных –
создания их нового поколения.
Структура данных, полученная по итогам стадий
1
-
4
, становится базой для встраивания в кластер источников энергии.
Встраиваемые источники должны обеспечивать движение вещества:
a)
рассчитанного в базовой конфигурации кластера,
b)
необходимого для выработки энергии самими источника
ми,
c)
необходимого для обработки от
ходов, возникающих при функционировании энергоисточников
.
Энергетические источники включаются в базовую конфигурацию кластера повторным прохождением всех стадий статического моделирования с 1
-
ой по 4
-
ую. На первой стадии энергия, вырабатываемая каждым исто
чником, трактуется как отдельный продукт со своей структурной моделью. На второй стадии структурные модели встраиваемых в кластер энергоисточников адаптируются к базовой конфигурации кластера: все они включаются в него одновременно в качестве выходных прод
уктов, ни один из которых не является целевым изделием кластера. Дальнейший анализ на стадиях т
р
и
по ч
е
т
ы
р
е
стандартен.
В случае, если движение вещества п.
c
) выше не может быть обеспечено включенными ранее источниками энергии, то в кластер вводятся до
полнительные энергетические мощности через новый четырех
стадийный цикл моделирования. Таким образом, проектирование статического представления кластера является многопроходным.
При каждом проходе складывается уникальная картина внутренних циклов, которая з
ависит от специфики моделируемой физической системы. Число генерируемых при этом поколений данных g
теоретически не ограничено.
Н
азванны
е
стади
и
–
с 0
-
ой по 4
-
ую –
проектировочные. С
тадия
5
–
аналитическая.
18
/
45
5
) На пятой
стадии производится расчет внутрикл
астерного распределения каждого отдельного ресурса
r
, полученного из внешней среды. Результат расчета критически необходим для работы регулятивно
-
учетного механизма КиберСПАС.
Пятая
стадия завершает ряд статических моделей производственного кластера, выполняется по итогам его полного проектирования и не создает нового поколения данных.
Таблица 4 содержит сводные характеристики матричных моделей КиберСПАС с их
разбивкой по стадиям.
См
ысл всех указанных в таблице параметров раскрывается в дальнейшем в ходе подробного описания их использования.
Произведем проектировочные действия последовательно, с нулевой стадии
–
с
о
структурной модели продукта
.
19
/
45
Стадии:
0) Структурная моде
ль продукта
(СМП)
Инфраструктурная модель
1) Адаптация СМП
к мощностям
2) Учет потерь и отходов
3) Потоки без учета сепарации и псевдоциклов
4) Учет псевдоциклов
5) Потоки с учетом сепарации и псевдоциклов
Матрицы:
A
0
o
B
0
o
C
0
o
D
0
o
A
go
B
go
C
go
D
go
A
go
B
go
C
go
D
go
W
go
Q
go
A
go
B
go
C
go
D
go
W
go






Охват
продукт
+
кластер
+
+
+
+
+
Содержание
массовые доли
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
массы
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Направление расчета
к входам
+
+
+
+
к выходам
+
+
Учет параметров
циклы
1
+
+
+
+
+
+
отходы
+
+
+
+
обработ
ка
отходов
+
+
+
псевдоциклы
2
+
+
Таблица
4
.
Характеристики матричных моделей КиберСПАС
1
Цикл –
такое сочетание ресурсных потоков, при котором продуктивн
ое звено
(
L
-
участок) в ходе своего функционирования потребляет, напрямую или опосредованно, собственную продукцию.
2
Псевдоцикл –
такое сочетание ресурсных потоков, при котором обработчик отходов
(
R
-
участок)
в ходе своего функционирования потребляет, напрямую или опосредованно,
продукцию участка, чьи отходы он обрабатывает.
20
/
45
2.4.4.
Структурная модель продукта
Заполнение подраздела 2.4
.4.
начнется
с версии 0.8.5.
2.
Документации не позднее 2013.04.
2
7
.
Список дальнейших тем
Слоевая схема продукта и кластера.
Принципиальная схема
кластера
.
Импульсно
-
волновая модель
кластера
.
21
/
45
3.
Регулятивно
-
учетный механизм
КиберСПАС
Расчет инварианта осуществленных затрат и инварианта созданной ценности при движении материальн
ых
поток
ов
по энергозависимой
сети преобразований
3.1.
Исходные положения
Функционирование кластера
носит двойственный характер. С одной стороны, рассеяние кластером материальных и энергетических ресурсов во время преоб
разования природного вещества в итоговый продукт является внутренним процессом.
С другой стороны, эквивалентное рассеянию восполнение ресурсов за счет обмена с другими кластерами –
процесс внешний.
Их единство и противоположность очевидны.
Для того чтобы обеспечить жизнеспособность производственно
-
распределительной системы (ПРС) как целого, процессы производства и обмена в ней обязаны быть сбалансированы. Так, в одном случае требуется минимизировать удельные внутренние затраты, в другом –
минимизировать уд
ельные затраты контрагентов: партнеров по межкластерному обмену
(см. раздел 4
)
. Балансировка и регуляция обоих процессов осуществляется через меха
низмы учета.
Предлагается следующее решение задачи по балансированию обмена. Расчет величины оплаты
труда, который вложен в производство продукции, отделяется от расчета меновой стоимости (цены) произведенной продукции и между ними устанавливаются такие вз
аимные отношения, что чем выше совокупная оплата
труда, тем ниже меновая стоимость произведенного этим трудом продукта, и наоборот –
низкооплачиваемый труд создает дорогую продукцию.
Это логически несложное нововведение преодолевает сразу множество проблем
, неразрешимых в рамках нынешней монетарной парадигмы. Среди них две важнейшие:
1.
возникновение
необеспеченного «богатства»,
2.
вымывание квалифицированного труда, подмена его низкооплачиваемым
неквалифицированным
.
Помимо этого, техника расчета регулятивно
-
учетных единиц сильно затрудняет
перераспределение
реального богатства
в угоду
паразитарных структур
и потому
встретит мощное противодействие.
Имея это в виду, дадим оценку тем историческим условиям, в которых прогрессивная новизна КиберСПАС будет вынуждена пробивать себе дорогу.
Размер оплаты труда и цена продукции определяются в КиберСПАС в единицах, которые по методу вычисления являются потоковыми коэффициентами, а по своей функции –
инструментом регулирования общественных процессов в сфере
материального и энергетического обмена. Регуляция и учет КиберСПАС делают неразрывным создание общественно
-
полезного продукта и распределение этого продукта. В этом –
главнейшая особенность, которая будет иметь широчайшие системные следствия
. Они проявятс
я в
перераспределени
и
ролей между создателями реального благосостояния и иждивенцами
.
Слово «иждивенец» здесь и далее употребляется в специальном смысле, к
ак его
диктует поставленная задача
: иждивенцем считается человек,
который не осуществляет физических действий по преобразованию материалов или по контролю и управлению оборудованием в технологических процессах производств
а
предметов бытового индивидуального потребления
.
К иждивенцам в таком смысле относятся: организатор
ы и управленцы (включая собственников), работники сферы НИОКР, лица нетрудоспособного возраста
, учащиеся, заключенные, тунеядцы, временно или постоянно нетрудоспособные по состоянию здоровья
, охранники правопорядка, военнослужащие, работники образования
, к
ультуры
и сферы услуг
(
включая банковскую
, технической поддержки, ремонтного обслуживания и 22
/
45
модернизации)
. А также –
работники производительных специальностей, но занятые в создании инфраструктуры
и
в производстве средств производства.
Иждивенцы способны в
ыполня
ть
работы
прежде всего потому
, что они
имеют возможность поддерживать свое биологическое существование. Биологическое существование обеспечивается исключительно через потребление предметов индивидуального бытового назначения. Следовательно, ограничен
ия на развитие общества накладываются в первую очередь сферой производства и распределения продукции личного потребления. Эта очевидная закономерность, а также историческая необходимость обязывают перенести механизмы управления общественны
ми
экономически
ми
отношени
ями
на тот уровень, который непосредственно обеспечивает жизнеспособность
общества.
Текущий исторический момент характер
ен тем, что происходит окончательный отрыв системы управления от объекта управления. Современное управление осуществляется поср
едством денег, которые подчиняют своим ритмам и законам производство, потребление и структуру общества в глобальном масштабе. Со всей очевидностью, финансовые законы оказываются не просто чужды, а губительны для человека как биологического вида
[
5
]
.
Крайняя ограниченность денег как регулятора привела к
повсеместному подавлению социального разнообразия, а значит –
к снижению адаптивных способностей общества.
На нынешнем этапе жизни
человечества мы наблюдаем прогресс худших
болезней
: нарастающий профессиональный («классовый») антагонизм, кадровый голод,
дезорганизация власти, ущербное управление народным хозяйством во всем мире,
диспропорции в производстве и потреблении, невозможность дальнейшей эксплуатации прежних технологий ввиду ис
черпания их ресурсной базы, отсутствие прорывных разработок, готовых к полномасштабному промышленному внедрению
, падение выработки энергии в расчете на душу населения
… Ни одно из этих частных проявлений кризиса не может быть устранено в отдельности. Однако
несложно назвать комплексное
фундаментальное решение
.
Если человечество желает жить и быть свободным, то не существует никакой иной альтернативы, кроме отказа от денег и замены их на измерение физических величин. Этот радикальный и потому очень
трудный ша
г –
шаг в новый мир. Он преодолеет барьер отчуждения между людьми, объединит работников физического труда с управленцами и с изобретателями, в самом широком смысле этого слова; он обнажит паразитизм ростовщика и воровство спекулянта, восстановит ценность п
роизводительного труда, выбьет почву из
-
под ног демагога, обуздает одурманивающую индустрию развлечений и стяжательскую вакханалию, сделает рачительность абсолютной нормой. А шире –
организует общество так, что оно возобновит преобразование Природы, возвра
щая смысл жизни всем и каждому.
Такие сверхзадачи призван решить регулятивно
-
учетный механизм КиберСПАС.
Как показано в
предыдущ
ем
подраздел
е
,
функционирование
социально
-
производственного кластера задается через
три физических параметра: масса, энергия, вр
емя. Теперь
установлено, что производство и потребление, будучи двумя сторонами единого процесса, требуют введения такого двуединого учета, в котором регулятивные параметры производства и потребления состоят в обратном отношении друг к другу. Следовательно, между мас
сой, энергией и временем нужно установить два типа зависимостей. Зависимости первого типа отражают материальный аспект производства, зависимости второго типа –
энергетический аспект, при этом
оба типа описывают один и тот же физический процесс.
Выразим оба
аспекта производственного процесса в виде линейных уравнений. Они представляют собой преобразованные
уравнения электродинамики, которая связана с топологией через приложение топологии к анализу сетей [
6
].
Запишем уравнения работы произ
водственного кластера.
23
/
45
3.2.
Уравнение движения материи


=







(1)
где
I
r
–
поток (ток) сырьевого ресурса
r
через производственный кластер:


=


∆


(2)
M
r
–
масса поступившего в кластер из внешней среды
сырья вида r
; измеряется в килограммах. M
r
составляют:
a)
непроизводительные потери;
b)
отходы ресурса r
, не
избежн
ые для получения
конечного результата при данной технологии производства;
c)
выход ресурса r
в составе конечной продукции кластера.
Δ
T
r
–
промежуток врем
ени
от начала поступления в кластер массы M
r
до момента, когда масса M
r
полностью
покидает кластер; измеряется в секундах.
E
ru
–
энергия, потребленная на участке затрат
u
(
L
u
, R
u
,
C
u
или
Ẽ
u
)
на преобразование
-
перемещение той массы 

ресурса r
, которая прошла через данный участок из общего количества M
r
; в Дж.
Наиболее часто ресурс r
движется через участок u
в составе внутреннего (промежуточного) продукта кластера. Тогда E
r
u
–
это часть суммарных затрат энергии на преобразование продукта, аккумулирующего массу 

. Если требование внутренней однородности физико
-
химического процесса на участке
u
выполняется, то E
r
u
составляет ту же долю от общего потребления энергии E
u
на участке, какую занимает масса
ресурса r
в составе проходящей через участок
материи m
u
.
В иных
случаях E
r
u
может определяться более специфично, например на основе исходных температур и теплоемкост
ей обрабатываемых веществ.



–
чистое суммарное время
, в течение которого на участке затрат u
происходит
потребление энергии
E
ru
;
в секундах.
Зачастую энергия п
отребл
яется
не непрерывно, а через промежутки времени. Тогда 


высчитывается как сумма интервалов времени, в которые участок фактически потреб
ля
ет
энерги
ю
.
Если требование внутренней однородности физико
-
химического процесса на участке
u
выполняется, то 


одинаково для всех r
.
Y
r u
–
коэффициент пропорциональности.
Уравнение (
1
) движени
я
материи организует
кластер в
единое целое, поскольку информаци
ю
о ветвлении
потока
каждого сырьевого ресурса в составе промежуточных продуктов удобней всего
собрать централизованно, и сразу на этапе проектирования
.
3.3.
Уравнение использования энергии




=




(
3
)
где
e
k
–
энергия, выработанная источником k
за время прохождения через кластер всех масс M
r
; измеряется в джоулях.


–
чистое суммарное время, затраченное источником
k
на
выработк
у
энергии e
k
;
в секундах.
24
/
45
Выработка энергии источником может происходить не непрерывно, а через промежутки времени. Тогда 

высчитывается как сумма интервалов времени, в которые фактически вырабатыва
ется
энергия.
i
k u
–
поток (ток) вещества
через участок затрат u
, обеспеченный энергоисточником k
:


=


∆

(4)
m
ku
–
масса вещества
, котор
ое
,
под действием энергии от источника k
, преобразуется
-
перемещается на участке затрат u
и поступает на следующий участок
или во внешнюю среду
;
в килограммах.
Е
сли
участок
u
потребляет энергию от нескольких источников
и суммарная обработанная на участке масса равна m
u
, то
при условии внутренней однородности физико
-
химического процесса на участке
u
масса m
ku
составляет ту же
дол
ю от m
u
, которую занимает
энергия от
источника
k
в полном энергопотреблении
участка
u
.
В иных
случаях m
ku
может определяться более специфично, например н
а основе
фактических операций с материалами.
Δ
t
ku
–
промежуток врем
ени
, в течение которого происходит преобразование
-
перемещение массы
m
ku
на участке затрат u
;
в секундах.
Если требование внутренней однородности физико
-
химического процесса на участке
u
выполняется, то величина Δ
t
ku
едина для всех k
.
z
k u
–
коэффициент пропорциональности.
Уравнение (2) использовани
я
энергии организует кластер как сеть участков
затрат
, каждый из которых отслеживает свои внутренние состояния
.
3.4.
Расчет регулятивно
-
учетных единиц
(
РУЕ
)
Неизвестными величинами в обоих уравнениях являются коэффициенты
:
Y
r u
и
z
ku
(далее –
просто «
коэффициенты
Y
и
z
»).
Определим размерности коэффициентов
Y
и
z
.


=




×


×
Δ


кг
Дж
×
с
2
(
5
)


=


×


×
Δ

Дж
×
с
2
кг
(
6
)
Максимизация значений коэффициентов Y
достигается наращиванием материальной выработки при снижении отходов вещества и при сокращении затрат энергии и времени.
Э
ти же действия ведут к минимизации значений коэффициентов
z
.
Тогда естественно использовать линейные коэффициенты Y
уравнений материального учета для расчета величины оплаты труда, а линейные коэффициенты z
уравнений энергетического учета –
для определения меновой стоимости.
Таким образом, оплата труда и ценообразование строго разделены.
Станем рассматривать исключительно те случаи, когда в каждом линейном уравнении коэффициенты состоят друг к другу в том же отношении, в каком находятся друг к другу сомножители при них.
Будучи коэффициентами, значения Y и z
зависят только от соотношений величин в уравнении, но
не от порядка
величин
. Так, во всех уравнениях
10
6
= z
11
×
5
×
1
0
5
+
z
12
×
5
×
1
0
5
,
1000 = z
11
×
500
+
z
12
×
500,
1 = z
11
×
0,5
+
z
12
×
0,5,
25
/
45
при условии пропорциональности коэффициентов и слагаемых при них, единственным решением являются коэффициенты:
z
11
= 1,
z
1
2
= 1.
Однако очевидно, что меновая стоимость продукции, на выпуск которой затрачена энергия в 1 мегаджоуль, должна быть выше, чем меновая стоимость продукции, чей выпуск потребовал
лишь 1 Дж. Следовательно, затраты энергии, входящие в уравнение
(
1
)
, и величины ресурсных потоков из уравнения
(
3
)
должны быть включены в расчет
оплаты труда и меновой стоимости.
Э
то делается следующим образом.
Значение
РУЕ
Y
=


×



кг
2
Дж
×
с
3
(
7
)
составляет фонд оплаты труда.
1 РУЕ
Y
генерируется в производственном потоке, если 1 кг вещества определенного состава
в течение 1 с
вводится в поток, преобразуется в нем и выводится из
поток
а
за счет
расходован
ия
1 Дж энергии, выработ
анн
ого
одним источником
за
1 с.
РУЕ
Y
можно трактовать как продуктивность
потока.
Значение
РУЕ
z
=


×


×



Дж
2
×
с
3
кг
(
8
)
представляет собой затратность
производства продукции
кластера
.
1 РУЕ
z
генерируется в производственном потоке, если 1 Дж энергии
, выработанный
одним источником за 1 с
, обеспечивает в заданной области пространства процесс длительностью 1 с по перемещению
-
преобразовани
ю
1 кг вещества произвольного состава.
С этого момента и далее термин «затратность» вводится взамен термина «стоимость» и его производных: «себестоимость», «меновая стоимость». Термин «затратность» подчеркивает объективный характер расчетной величины, в то время как концепт стоимости размыт, и ее установление содержит большую долю произвола.
РУЕ
Y
и
РУЕ
z
представляют собой
регулят
ивно
-
учетны
е
единиц
ы (РУЕ)
.
Генерировать регулятивно
-
учетные единицы могут исключительно
Б
-
кластеры. Работники кластеров типа А получают регулятивно
-
учетные z
-
единицы от работников Б
-
кластеров безвозмездно в количестве, равном затратности создания продукци
и группы А. П
еречисления z
-
единиц от кластеров А к кластерам Б напоминают
нынешние «инвестиции» и «налогообложение»
вместе взятые
, однако компенсации, выплачиваемые трудовыми коллективами Б
-
кластеров работникам А
-
кластеров имеют существенно иную социальную
и управленческую логику
(см. раздел 7
)
.
Приложени
е
A
содержит
прокомментированный текст Java
-
программы, которая производит расчет РУЕ. Приложение B
содержит
образец исходных данных для работы программы. Образец составлен из произвольных значений
.
Приложение C
приводит итогов
ые
рас
четы
по данным Приложения B
.
Сгенерированные внутри кластера коэффициенты движения масс формируют заработную плату работников кластера
. П
артнеры по межкластерному обмену перечисляют производителю расчетный эквивалент энергетических затрат.
Опишем условия, при которых суммарная оплата труда и затратность максимальны и минимальны.
При
r
= const
и I
r
= co
nst
величина Σ РУЕ
Y
тем больше
,
чем меньше
:
26
/
45


–
энергия, потребленная на перемещение
-
обработку ресурса r
в
кластере
;



–
чистое время энерго
потребления на участках
(здесь и далее u
–
скользящий)
;
стандартное отклонение σ величин E
ru
и 


.
При
k
= const
и 



= const
величина Σ РУЕ
z
тем больше
,
чем меньше
:


–
интенсивность материальных потоков на участках
, подключенных к источнику k
;
стандартное отклонение σ величин
i
ku
.
Σ РУЕ
Y
увеличивается с ростом I
r
и одновременным уменьшением 




или при 




= const
, и наоборот.
Аналогично, Σ РУЕ
z
увеличивается с ростом 



и одновременным уменьшением 

или при 

= const
, и наоборот.
Названные закономерности означают:
a)
в
еличина оплаты труда максимальна
, когда
наи
большая масса проходит
без потерь
через наи
больш
е
е количество участков в кластере за кратчайшее
время при минимальном
потреблении энергии, одинаковом на всех
участк
ах
затрат
и осуществленном всюду за один мгновенный импульс
;
b)
в
еличина оплаты труда минимальна, а затратность
производства продукции максимальна, когда
наименьшая
масса проходит
с наибольшим количеством потерь
за предельно долгое
время через наименьшее число участков (два: добывающий и обрабатываю
щий)
, которы
е
потребля
ю
т максим
альную мощность
и требуют энергопитания
на протяжении всего времени прохождения вещества
;
c)
затратность минимальна
, когда
наибольшая
масса проходит
без потерь
за кратчайшее
время через наименьшее число участков
(два: добывающий
и обрабатывающий)
, каждый из которы
х
потребля
е
т минимальное количество
энергии
за один мгновенный импульс
.
d)
Помимо этого, затратность производства
тем выше, чем сильнее количество выработанной энергии превышает количество энергии, фактически потребленной на перемещение
-
обработку вещественной массы.
Условия (
a
)
и
(
c
) требуют установления баланса в отношении числа участков затрат.
В общем случае колич
ество участков, через которые проходит ресурс, отражает степень его переработки: чем длиннее пройденная цепочка, тем глубже переработка сырья –
и тем выше сгенерированный производственным процессом расчетный эквивалент. В марксистской терминологии подобные
обстоятельства выражены понятиями «добавленная стоимость», «прибавочный продукт», однако эти термины не используются. Они заменены алгоритмами расчета и строгими числовыми оценками, т.е. переводят понятия из описательной формы в функциональную путем качес
твенного изменения логического аппарата.
Однако главным следствием этих изменений становится, пожалуй, то, что они явным образом обязывают проектировщика производственных мощностей, работника на производстве и даже потребителя конечной продукции согласовыв
ать взаимоисключающие параметры. Противоречие в условиях (
a
)
и
(
c
)
–
лишь частный случай поиска диалектического единства. В целом оно распространяется на вес цикл «планирование
-
производство
-
потребление» и повышает качество действий на каждом этапе.
3.5.
Ценообр
азование и оплат
а
труда
Как установлено,
РУЕ
Y
используются для оплаты труда, а покупатель продукции кластера компенсирует его работникам затраты, исчисленные в РУЕ
z
.
Тогда назовем РУЕ
Y
внутренними
единицами, а РУЕ
z
–
внешними
.
Внутренние единицы РУЕ
Y
не могут использоваться для приобретения продукции кластеров, они нужны только для 27
/
45
определения относительного вклада каждого участка затрат в формирование цены конечной продукции кластера.
Рассмотрим
соотношени
е
Σ РУЕ
z
/ Σ РУЕ
Y
. Оно
позволяет определ
ить
, сколько внешних единиц заработал каждый участок затрат
, а также характеризует эффективность
работы кластера
: с
оотношение
стремится к 0 при снижении затратности производства. Но это значит, что, с позиций денежного обращения, номинальный рост оплаты труда в Y
-
единиц
ах не имеет смысла, поскольку фонд оплаты труда ограничен величиной затрат на производство, а она запрограммиро
вана падать, и в пределе бесконечно высокая заработная плата обязывает раздавать произведенную продукцию даром. Поскольку же на Y
-
единицы невозможно ничего приобрести, то вложенный в них труд оказывается затраченным впустую…
Этот кажущийся парадокс вызван тем, что эффект регулятивно
-
учетного механизма выходит за рамки общественных стереотипов, по которым много денег
–
хорошо, мало денег
–
плохо.
Регулятивно
-
учетные единицы не являются деньгами, потому что не имеют главного свойства денег: устанавливать мено
вые пропорции между продуктами
произвольно.
РУЕ отражают зависимости, в отношении которых понятия «много» или «мало» можно употребить, лишь отвечая на вопрос: существует ли возможность снизить производственные затраты при заданных ресурсных ограничениях? Е
сли ответ утвердительный, значит, Y
-
единиц сгенерировано недостаточно, т.е. мало, а z
-
единиц –
избыточно, т.е. много.
Числовое значение РУЕ невозможно оторвать от их физического смысла. Бесконечно высокая зарплата означает, что вложенный труд пренебрежимо мал. Номинальный рост оплаты труда преследует специфическую цель: служить для трудового коллектива показателем качества работы на каждом участке. Обратная зависимость цены продукции от уровня оплаты труда обеспечивает высвобождение ресурсов при каждом повы
шении зарплат. Тогда критическим фактором становится равенство затратности производства и цены продукции. Отсутствие такого равенства делает систему уязвимой и может быть использовано противником для атаки на систему изнутри. Причина в том, что завышенная по сравнению с затратностью цена ведет к невосполнимому оттоку ресурсов от потребителя, а при хроническом завышении, в частности, при узаконенной «прибыли»,
–
к фрагментации, дроблению всей производственной сети. Именно этот механизм был задействован для п
одрыва Советской экономики [
7
].
Физический смысл регулятивно
-
учетных единиц обнажает разрушительную роль «прибыли»: в замкнутой системе, каковой является общество в биосфере, каждый акт обмена, при котором одна сторона получает ресурсы сверх собственных затрат, ведет к истощению другой стороны, которой рано или поздно начинает не хватать энергии, сырья или времени для восполнения потерь. Возникающие следом социальные противоречия грозят крушением всей системы,
что наблюдается в мире на протяжении уже нескольких десятилети
й
.
Повысить материальный достаток при заданных энергетических, вещественных и временны
́
х
ограничениях можно только двумя способами:
1.
понизить удельные энергозатраты и/или
2.
сократить время обработки вещества.
То и другое характеризует прогресс
Человечества и противопоставляется вводящему в заблуждение термину «экономический рост».
Однако в частных случаях отклонения цены от величины затратности обязательны, что связано с необходимостью поддержания т.н. цены рав
новесия
[
8
].
Любое отклонение цены равновесия от величины затратности сигнализирует о дисбалансе в ПРС и требует скорейшего устранения.
28
/
45
Факторы, которые обуславливают колебания цены, являются внешними по отношению к производителю, т.е. не подконтрольны ему, а зачастую –
непредсказуемы. Для того чтобы эффективно функционировать в изменчивых условиях, кластер должен уметь преобразовывать внешние воздействия в правила внутренней среды. РУЕ
Y
служат именно для этой цели.
Поскольку при полноценном информационном сопровождении ресурсных потоков происхождени
е
РУЕ
Y
известн
о для каждого продукта в деталях
, то Y
-
единицы
мо
гу
т быть распределен
ы
обоснованно
.
Обратим внимание
, что регулятивно
-
учетные единицы
генерируются как
на участк
ах
затрат, где работают люди, так и на участках, где
человеческий труд
не используется
.
Это обстоятельство имеет решающее значение
!
На оплату работникам кластера должна идти только та часть Y
-
единиц
, которая генерируется на участках
, где занят
рабочи
й персонал
. Все механизированные, автоматизированные и не требующие физического людского труда участки затрат генерируют
регулятивно
-
учетные единицы, которые распределяются среди
иждивенцев.
При установлении зарплаты труженикам кластера самым п
рост
ы
м решением было бы начислять работнику ту сумму в РУЕ
Y
, которая сгенерирована на участке, где непосредственно трудится работник.
Но
такой способ игнорирует множество факторов
,
таких, как квалификация, качество результата, условия труда и проч
ие
.
Традиционн
о заработная плата рассчитывается по предустановленным
нормативам
, учитывающим подобные факторы
.
Однако мировоззренческие принципы
КиберСПАС
диктуют иной подход, а именно: предоставить
системе самой решать
задачу
. Д
ля установления фактических величин
индивидуальных зарплат убедительно рекомендуется использовать метод
, реализованн
ый
в программе
«Компас» Валерия Водянова [
9
]. Согласно ему, каждый член трудового коллектива должен распредели
ть причитающуюся ему оплату (как вариант –
сумму сверх гарантированного минимума) среди остальных членов коллектива, на своѐ усмотрение, и сделать это открыто. Данный
метод
полностью соответству
е
т
мировоззрени
ю
КиберСПАС
: работники в своей среде гораздо лу
чше знают, «кто чего стоит», и потому распределят заработанные единицы между собой намного эффективнее
–
справедливее
, чем это делает искусственная, унифицированная привязка оплаты труда к должностям, проф. категориям и
ли
формальной выслуге лет.
В качестве
исходной оплаты, подлежащей распределению, выступает та сумма в Y
-
единицах, которая сгенерирована на участке работника. Полная информированность всех работников о деталях рождения регулятивно
-
учетных единиц в потоке, вкупе с
раздельны
м
расчет
ом
оплаты труда и затратности производства
, а также
участие в вознаграждении коллег и соратников напрямую способствует установлению равновесных цен
по всей производственно
-
распределительной системе
, поскольку глубоко вовлекает каждого работника в принятие уп
равленческих решений
. А э
то
, в свою очередь,
повышает разнообразие вариантов действий кластера и тем самым позволяет ему лучше адаптироваться к изменчивой внешней среде.
При достижении динамического равенства между затратностью производства и ценой межклас
терного обмена продукцией по всей ПРС в целом потребление достигает предела в рамках заданных ресурсных ограничений –
сырьевых, энергетических, временны
́
х
, трудовых и технологических, –
а уровень зарплат и цен становится не важен.
Этот вывод противоречит о
пыту нынешнего поколения; он непривычен –
но только с точки зрения современной монетарной парадигмы, в которой более высокая оплата труда позволяет индивиду потребить большее количество общественного продукта.
С позиций обеспечения жизнеспособности системы
вывод естественен и давно известен. Изложенный регулятивно
-
учетный механизм только делает его инструментальным.
29
/
45
4.
Замкнутый контур «производство
-
потребление»
Заполнение раздела 4 начнется с версии 0.9. Документации.
Список тем
КиберСПАС как закрытая система.
О
бмен продукцией между Б
-
кластерами по схеме
взаимозачетов
.
Потребительские союзы Б
-
кластеров
и циклы взаимозачетов в союзе
.
Команды –
интеграторы потребительских союзов
.
Динамическое планирование и позаказное производств
о
под циклы взаимозачет
ов
.
Распределение РУЕ
для обеспечения
иждивенцев
, включая
работников А
-
кластеров.
О
дноразовость РУЕ: уничтожение
РУЕ
Y
и
РУЕ
z
, сгенерированных при выпуске продукции
,
в момент
приобретения этой продукции
конечным потреб
ителем
.
30
/
45
5.
Организация и управление КиберСП
АС
5.1.
Общие сведения
Организационный протокол КиберСПАС представляет собой комбинацию:
адресации в сети Netsukuku [
10
]
,
протокола командной синтегрии (
Team
Syntegrity
) [
1
1
, 1
2
].
Орг
анизационный протокол КиберСПАС использует личные
идентификаторы
(ЛИД) как основу функционирования.
Заполнение раздела 5 продолжится с версии 0.9.5. Документации.
31
/
45
6.
Формальный протокол КиберСПАС
6.1.
Общие сведения
Команды протокола можно выразить одним из двух
равнозначных способов:
1.
на естественном языке;
2.
в виде специального языка с ограниченным синтаксисом и заданным набором функций. Этот язык предназначен для пиринговых компьютерных программ, которые должны быть написаны для КиберСПАС.
Полная грамматическая к
онструкция протокола состоит из четырех логических блоков:
кто? когда? кому? что делает?
На специальном языке она выглядит, например, так:
1.2.3.4@20120724155300>4.3.2.1.:"12:Привет, мир!|
Таким образом, «кто?» и «кому?» выражается личными идентификаторами, «когда?» –
датой и временем по Москве
в формате ГГГГММЧЧччммсс после знака @ («эт» –
английский предлог в
, т.е. во время
). Перед символом @ последняя точка идентификатора может опускаться. Закрывающая угловая скобка –
обязательный часть логического блока «кому?». Двоеточие показывает, где заканчивается идентификатор адресата, и отделяет его от логического блока «что делает?». В данном случае отправитель пишет текст из 12 символов
. Последняя точка идентификатора перед двоеточием опускается, только если двоеточие отделяет номер подсети, в иных случаях точка сохраняется, как в данном примере. Заканчивается инструкция вертикальной чертой, которая не принадлежит тексту; последний симво
л 12
-
символьного текста –
восклицательный знак.
Очевидно, что полная грамматическая конструкция сама составляет единый логический блок. В частных случаях опускаются те или иные составляющие ее блоки, в основном –
«кому?», реже –
«когда?».
Наибольшей вариат
ивностью обладает логический блок «что делает?». Он состоит из операторов и функций. Их перечень
вместе со знаками синтаксиса
будет
прив
одится, начиная с
верси
и 0.8.7.
Документации
.
Любую инструкцию специального языка протокола КиберСПАС можно без труда пе
ревести на естественный язык.
Письменный или устный обмен стандартными инструкциями между участниками должен иметь тот же смысл, что и формальные выражения.
Большинство инструкций протокола имеют тривиальную семантику. Н
аиболее сложны конструкции, выражающ
ие динамику внутренних поставок в КиберСПАС. И несмотря на то, что их можно писать в более удобной для человека форме и обрабатывать вручную с использованием даже бумажных носителей, это затруднительно, и потому к моменту, когда они станут по
-
настоящему во
стребованы в работе ПРС, необходимо иметь не только подготовленный персонал, но и автоматизированную систему обработки инструкций, желательно –
на пиринговой технологии. И
нструкции внутренних поставок формируют пакеты данных, используя механизм цитирования
. При нем каждый участок затрат после инструкции, отправляемой получателю своей продукции и содержащей информацию о материально
-
энергетических преобразованиях на самом участке, полностью цитирует инструкции, полученные от всех своих поставщиков. Разберем с
емантику составных пакетов.
6.2.
Стандартные пакеты данных
Существует три стандартных пакета данных протокола КиберСПАС
–
пакет
ы
, отправляемы
е:
1.
источником энергии,
32
/
45
2.
добывающим участком
,
3.
обрабатывающим участком затрат.
С
емантика
пакетов
, соответственно, следующая.
Тип 1: пакет поставщика энергии
(
E
, Ẽ
)
~
кто @
когда
>
кому :
^(
@
дата_время_начала_поставки_энергии -
дата_время_окончания_поставки_энергии ;
количество_поставленной_энергии j
;
порядковый_номер_пакета_данных
i
_от_поставщика
a
:
доля_использования_ресурса_от_поставщика
a
;
порядковый_номер_пакета_данных
k
_от_поставщика
b
:
доля_использования_ресурса_от_поставщика
b
;
)|
Здесь:
~ означает «участок затрат»;
^ означает «поставил»;
Нижеследующее относится только к зависимому энергоисточнику
(
Ẽ
)
:
переменная «порядковый_номер_пакета_данных
i
_от_поставщика
a
»
есть ссылка на подобный пакет, который присоединяется после данного. Переменная учитывает те ресурсы, которые пошли на выработку поставляемой энергии. В качестве ресурса может
выступать как вещественная масса (пакет типа 2 или 3 ниже), так и энергия (аналогичный пакет типа 1);
значение переменной «доля_использования_ресурса_от_поставщика
a
»
находится в интервале [0; 1];
пары переменных «порядковый_номер_пакета_данных
i
_от_поставщ
ика
a
: доля_использования_ресурса_от_поставщика
a
»
могут отсутствовать, если выработке энергии не предшествовали иные затраты внутри производственной системы;
количество пар не ограничено, они отделяются друг от друга точкой с запятой.
Тип 2: пакет источник
а сырья (
M
)
~
кто @
когда
>
кому :
^(
масса_поставляемого_ресурса kg
;
@
время_начала_поступления_ресурса_в_систему
)
|
Здесь:
переменная «время_начала_поступления_ресурса_в_систему»
означает время начала добычи ресурса. Масса, добытая за период с начала поступления ресурса в систему до момента поставки, есть та масса, которая поставляется.
Тип 3: пакет участка затрат
(
L
, R
, C
)
~
кто @
когда
>
кому :
^(
масса_поставляемого_ресурса kg
;
%(
(
порядковый_номер_пакета_данных
i
_от_поставщика
a
:
33
/
45
доля_использованной_массы_из_пакета_данных
i
;
отнесенные_энергозатраты_на_массу_от_поставщика
a
j
);
(
порядковый_номер_пакета_данных
k
_от_поставщика
b
:
доля_использованной_массы_из_пакета_данных
k
;
порядковый_номер_пакета_данных
n
_от_поставщика
b
:
доля_использованной_массы_из_пакета_данных
n
;
отнесенные_энергозатраты_на_массу_от_поставщика
b
j
)
);
количество_пакетов_данных_от_поставщиков_энергии
)
|
Здесь:
% означает «масса_поставляемого_ресурса включает»
;
переменная «порядковый_номер_пакета_данных
i
»
содержит целое число, представляющее собой ссылку на присоединенный пакет типа 2 или 3;
три переменных «порядковый_номер_пакета_данных
i
_от_поставщика
a
», «доля_ использованной_массы_из_пакета_данных
i
»,
«отнесенные_энергозатраты_на_ массу_от_поставщика
a
» представляют собой логический блок. Если в функции % таких блоков более одного, каждый из них заключается в скобки и отделяется от других точкой с запятой. Количество блоков в функции % не ограничено и равно числу материальных ресурсов, поступающих в участок затрат;
количество пар «порядковый_номер_пакета_данных
i
_от_поставщика
a
: доля_использованной_массы_из_пакета_данных
i
» внутри логического блока
не ограничено. Пары отделяются друг от друга точной с за
пятой;
значение переменной «доля_использованной_массы_из_пакета_данных
i »
есть дробное или экспоненциальное число в интервале [0; 1], которое показывает, какая доля вещества, полученного с предыдущего технологического звена, включена в массу данной поставк
и. Значение 0 показывает, что поступивший в производственный блок ресурс определенного вида весь ушел в отходы;
пакеты типа 1 от поставщиков энергии присоединяются после пакетов типа 2 и 3. Тогда значение переменной «количество_пакетов_данных_от_поставщико
в_ энергии»
однозначно определяет общее число цитируемых пакетов данных;
указанные в присоединенных пакетах типа 1 периоды поставки энергии и хранения
-
обработки ресурсов должны совпадать. Это означает, что расписание получения пакетов типа 1 согласовываетс
я с поставщиком энергии.
Реальная инструкция формального протокола выглядит, например, так (без учета электронных подписей и шифрования; цифры условные):
~1.2.3.4:4:3.2.1@20121230084700>
~4.3.2.1:6:4.1.:^(412,72kg;%((1:0,181;
2:0,457;74140j);(3:0;2146j));1)|"180:~1.1.4.2:5:4.1@20121216012000>~1.
2.3.4:4:3.2.1.:^(671,48kg;@20121210111700;32640j;1)|"91:~1.2.4.3:2:4.4
.3@20121215230400>~1.1.4.2:5:4.1.:^(@20121209150000
-
20121215230400:42300j;0)|"
180:~1.1.4.2:5:4.1@20121222192600>~1.2.3.4:4
:3.2.1.:^(671,48kg;@20121216114000;37180j;1)|"91:~1.2.4.3:2:4.4.3@2012
1222163200>~1.1.4.2:5:4.1.:^(@20121215091800
-
20121222163200:39300j;0)|"175:~1.2.1.1:1:2.4@20121219163500>~1.2.3.4:4
:3.2.1.:^(17,2kg;@201212191
11700;3040j;1)|"90:~1.2.4.3:2:4.4.3@2012121
9160000>~1.2.1.1:1:2.4.:^(@20121219095000
-
20121219160000:3300j;0)|"93:~1.2.4.3:2:4.4.3@20121230043400>~1.2.3.4:4
:3.2.1.:^(@20121216120700
-
20121230043400:79600j;0)|
Последовательное сцепление инструкций имеет уязв
имость. Независимо от того, подписана каждая отдельная инструкция или нет, зашифрована она или нет, злоумышленник способен исключить или подменить какие
-
либо цитаты и тем исказить 34
/
45
картину производства, со всеми негативными последствиями. Для того чтобы сни
зить риск такой атаки рекомендуется использовать комбинацию двух методов:
1.
организовывать
обязательные
тестовые прогоны
,
формирующие эталонную структуру кластера и
включающие обмен ключами шифрования;
2.
подписывать пакет как целое: каждый участок затрат создает
инструкцию, содержащую информацию о произведенных им материально
-
энергетических преобразованиях
, присоединяет к ней цитаты от своих поставщиков в нужной последовательности и заверяет от своего имени
сформированную конструкцию целиком, после чего от
правляет ее получателю вместе со своей продукцией
.
Названные действия обеспечат распределенный контроль полноты пакетов, затруднят подделку и облегчат обнаружение подмены данных.
У
част
ок затрат, который
поставляет конечную продукцию кластера потребителю,
п
о завершении поставки рассылает итоговый пакет данных внутри кластера по всем участкам, где работают люди.
Заполнение раздела 6 продолжится позднее.
35
/
45
7.
Разное
Заполнение раздела 7 начнется позднее.
Список тем
О
б «инвестициях»
.
О
б «амортизации»
.
О
«прибыли»
.
РУЕ и ссудный процент
.
36
/
45
Приложения
Приложение
A
: Текст программы
RAU.jar для расчета РУЕ
Ниже, под чертой, находится полный текст программы под названием «
Расчет регулятивно
-
учетных единиц Кибернетической сетевой производственной автоматизированной системы
. Версия 0.1» (англ.: Regulation & Accounting Units
–
RAU
).
Программа получает на вход данные в виде таблиц
и
обрабатывает
каждую строку таблицы как отдельное уравнение. З
начения первого
числового столбца программа трактует как сумму, значения остал
ьных числовых столбцов –
как слагаемые. Программа вычисляет коэффициенты при слагаемых, пропорциональные величинам слагаемых в уравнении и обеспечивающие получение суммы.
Далее программа вычисляет РУЕ по формулам (
7
) и (
8
) и сохраняет результат в текстовый файл.
Программа написана на языке Java
и сопровождена подробными комментариями. Работа с текстом программы состоит в следующем.
1.
Создать новый проект в какой
-
либо среде разработки для языка Java
(например, в Eclipse
, NetBeans
, IntelliJ
IDEA и т.д.). Назвать проект RAU
.
2.
Скопировать текст программы во вновь созданный Java
-
проект RAU
.
3.
Создать подкаталог с названием Data
в том же каталоге, где находится проект RAU
.
4.
Создать в подкаталоге Data
текстовый файл с названием in
put
.
txt
и заполнить его вручную данными по определенному образцу. Образец заполнения файла input
.
txt
приведен в Приложении
B
. Образец включает подробные комментарии; его также можно скопировать и использовать в приведенном ви
де. Программа не производит проверку корректности исходных данных, потому ошибки ввода могут привести к неправильной работе программы.
5.
Запустить программу. Одновременно скомпилировать исполняемый файл RAU
.jar.
6.
Получить по итогам работы программы файл с названием типа output_201
3
.0
4
.
09
_09
-
03
-
24.
txt
в подкаталоге Data
. (В названии файла output
.
txt
дата и время соответствуют моменту, в который программа сгенерировала файл.)
7.
Открыть сгенерированный программой файл output
.
txt
в любом текстовом редакторе
и обр
аботать результат.
/*
* РАСЧЕТ РЕГУЛЯТИВНО
-
УЧЕТНЫХ ЕДИНИЦ КИБЕРНЕТИЧЕСКОЙ СЕТЕВОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
* Версия программы: 0.1
* Дата: 2012.09.23
* Автор: Анатолий Быстрицкий
* Язык программирования: Java
*/
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.io.*;
import java.math.RoundingMode;
import java.text.NumberFormat;
import java.util.Calendar;
import static java.lang.System.*;
import static java.util.Arrays.fill;
public class R
AU
{ // REGULATION & ACCOUNTING UNITS -
РЕГУЛЯТИВНО
-
УЧЕТНЫЕ ЕДИНИЦЫ
private static final String PROGRAM_NAME = "Расчет регулятивно
-
учетных единиц КиберСПАС. Вер.0.1"
,
TOTAL = "Итого:"
,
FS = getProperty(
"file.separator"
),
LS = lineSeparator(),
SUBDIR = "Data"
; // Подкаталог хранения файлов исходных данных и результатов расчетов
private static final String[] FILES = new String[] {
"input.txt"
, "output.txt"
}, // Файл исходных данных
// и файл результатов
LABELS = new String[] {
"ОБРАБАТЫВАЮ файл \
"
"
+ SUBDIR + FS + FILES[
0
] + "
\
"
..."
,
37
/
45
"ГОТОВО. Результат в файле \
"
"
, "ОШИБКА! "
};
public static void main(String[] args) {
Output.GUI.createAndShow();
new InputHandle();
calculateQuotients(); // Производим расчет регулятивно
-
учетных единиц
FileHandle.WriteFile(resultInTxt());
Output.GUI.confirmReadiness();
}
// Задаем внутреннее представление исходных уравнений отдельно взятой таблицы:
private static class SourceEquations {
double
[][] terms; // слагаемые: элементы в строке матрицы соответствуют вел
ичинам в строке
// таблицы обрабатываемого текстового файла, начиная со второго числового столбца
double
[] results; // суммы: первый числовой столбец в таблицах обрабатываемого текстового файла
}
// Задаем внут
реннее представление итоговой отдельно взятой таблицы:
private static class ResultantTable {
String headerRow; // подписи в первой строке таблицы
String[] headerColumn; // подписи в первом столбце таблицы
double
[][] quotients; // искомые коэффициенты при слагаемых
double
[] sumInRow; // сумма коэффициентов по строке
double
[] sumInColumn; // сумма коэффициентов по столбцу
}
private static SourceEquations[] sourceEquations; // Все исходные таблицы
private static ResultantTable[] resultantTables; // Все итоговые таблицы
// Производим вычисление регулятивно
-
учетных единиц:
private static void calculateQuotients() {
boolean accurate,
upperLimitHi
t;
int firstNonZero;
double accuracy = 0.00001
, // требуемая точность вычислений
lowerLimit, // нижний предел первого ненулевого коэффициента
upperLimit, // верхний предел первого ненулевого коэффициента
// Нижний и верхний пределы -
главные величины, которые обеспечивают сходимость алгоритма
sum; // сумма, рассчитываемая на каждой итерации алгоритма.
// Сра
внивается с суммой в исходном уравнении. Если отклонение
// удовлетворяет заданной точности вычислений, работа по алгоритму завершена
double
[] proportions, // пропорции, в которых первое ненулевое слагаемое
состоит с каждым последующим
quotients; // искомые коэффициенты
// В каждой отдельно взятой таблице данных:
for (
int k = 0
; k < sourceEquations.length; k++) {
// в каждом уравнении таблицы:
for (
int i = 0
; i < sourceEquations[k].terms.length; i++) {
upperLimitHit = false
;
quotients = new double
[resultantTables[k].quotients[i].length];
fill(quotients, 0.0
);
proportions = new double
[resultantTables[k].quotients[i].length -
1
];
firstNonZero = -
1
;
// отыскиваем первое слагаемое, не равное 0
for (
int j = 0
; j < sourceEquations[k].terms[i].length; j++)
if (sourceEquations[k].terms[i][j] != 0
) {
firstNonZero = j;
break
;
}
// Для каждого слагаемого, которое может не быть равно 0:
for (
int j = firstNonZero; j < proportions.length; j++)
// определяем, в каком отношении оно состоит
// с первым ненулевым слагаемым:
proportions[j] = sourceEquations[k].terms[i][j+
1
]
/ sourceEquatio
ns[k].terms[i][firstNonZero];
// Задаем нижнюю границу коэффициента при первом ненулевом слагаемом:
lowerLimit = 0
;
// Определяем верхнюю границу как среднюю величину,
// что в общем случае ве
дет к экономии вычислений:
upperLimit = sourceEquations[k].results[i] / quotients.length;
// Присваеваем начальное значение коэффициенту при первом ненулевом слагаемом:
quotients[firstNonZero] = upperLimit;
accurate = false
;
// Цикл главных вычислений:
while (!accurate) { // пока не достигнута требуемая точность, выполнять
// Устанавливаем пробную величину правой части исходных уравнений:
38
/
45
sum = quotients[firstNonZero] * sourceEquations[k].terms[i][firstNonZero];
// Для каждого слагаемого, которое может не быть равно 0:
for (
int j = firstNonZero; j < proportions.length; j++) {
// Проверяем равно ли 0 следующее слагаемое:
if (proportions[j] != 0
) {
// Если нет, определяем коэффициент при следующем слагаемом:
quotients[j+
1
] = quotients[firstNonZero] * proportions[j];
// уточняем величину правой части исходных уравнений:
sum += quotients[j+
1
] * sourceEquations[k].terms[i][j+
1
];
}
// Иначе коэффициент при следующем слагаемом равен 0:
else quotients[j+
1
] = 0.0
;
}
// В случае, если подобранные коэффициенты, дают результат
// уравнения больший, чем заданный в обрабатываемой таблице:
if (sourceEquations[k].results[i] -
sum < 0
) {
// фиксируем верхний предел:
upperLimitHit = true
;
upperLimit = quotients[firstNon
Zero];
// уменьшаем коэффициент до величины, лежащей
// строго между верхним и нижним пределами:
quotients[firstNonZero] = lowerLimit + (quotients[firstNonZero] -
lowerLimit) / 2
;
}
// В случае, если подобранные коэффициенты, дают результат уравнения меньший,
// чем заданный в обрабатываемой таблице, и недостаточно точный:
else if (sourceEquations[k].results[i] -
sum > accuracy) {
// фиксируем нижний предел:
lowerLimit = quotients[firstNonZero];
// Если верхний предел не достигнут:
if (!u
pperLimitHit)
// произвольно наращиваем верхний предел:
quotients[firstNonZero] *= 2
;
else
// иначе наращиваем коэффициент на величину, равную половине интервала
// между верхним пределом и текущим значением коэффициента:
quotients[firstNonZero] += (upperLimit -
quotients[firstNonZero]) / 2
;
}
// Иначе
результат нас устраивает:
else { // 0 < sourceEquations[k].results[i] -
sum < accuracy
// сохраняем его:
for (
int j = 0
; j < resultantTables[k].quotients[i].length; j++) {
resultantTables[k].quotients[i][j] = quotients[j];
resultantTables[k].sumInColumn[j] += quotients[j];
}
// переходим к обработке следующего уравнения:
accurate = true
;
}
}
}
}
}
// Нижеследующий программный код -
служебный и не комментируется
private static String resultInTxt() {
NumberFormat numberFormat = NumberFormat.getInstance();
numberFormat.setRoundingMode(RoundingMode.HALF_UP);
numberFormat.setMaximumFractionDigits(
12
);
String resultInTxt = ""
;
double total, rauInRow, rauTotal;
for (
int k = 0
; k < sourceEquations.length; k++) {
rauTotal = 0
;
resultInTxt += resultantTables[k].headerRow;
for (
int i = 0
; i < resultantTables[k].quotients.length; i++) {
for (
int j = 0
; j < resultantTables[k].quotients[i].length; j++) {
if (j == 0
)
resultInTxt += resultantTables[k].headerColumn[i] + "
\
t
"
;
resultInTxt += numberFormat.format(resultantTables[k].quotients[i][j]);
resultantTables[k].sumInRow[i] += resultantTables[k].quotients[i][j];
if (j != resultantTables[k].quotients[i].length -
1
)
resultInTxt += "
\
t
"
;
}
rauInRow = resultantTables[k].sumInRow[i] * sourceEquations[k].results[i];
rauTotal += rauInRow;
resultInTxt += "
\
t
" + numberFormat.format(resultantTables[k].sumInRow[i])
+ "
\
t
" + numb
erFormat.format(rauInRow) + LS;
}
total = 0
;
39
/
45
resultInTxt += TOTAL + "
\
t
"
;
for (
int j = 0
; j < resultantTables[k].sumInColumn.length; j++) {
resultInTxt += numberFormat.format(resultantTables[k].sumInColumn[j]) + "
\
t
"
;
total += resultantTables[k].sumInColumn[j];
}
resultInTxt += numberFormat.format(total) + "
\
t
" + numberFormat.format(rauTo
tal);
if (k != sourceEquations.length -
1
)
resultInTxt += LS + LS;
}
return resultInTxt;
}
private static class InputHandle {
private InputHandle() {
String fileContents;
fileContents = FileHandle.ReadFile();
fileContents = fileContents.replaceAll(
"^
\
\
s*//*
\
\
*[
\
\
s
\
\
S]*?
\
\
*//*
\
\
s*"
, "
\
t
"
);
fileContents = fileContents.replaceAll(
"^(
\
\
r
\
\
n|
\
\
n)*"
, ""
);
fileContents = fileContents.replaceAll(
"(
\
\
r
\
\
n|
\
\
n){3,}"
, LS + LS);
fileContents = fileContents.replaceAll(
","
, "."
);
String[] stringTable = fileContents.split(
"(
\
\
r
\
\
n|
\
\
n){2}"
);
sourceEquations = new Sourc
eEquations[stringTable.length];
resultantTables = new ResultantTable[stringTable.length];
for (
int i = 0
; i < stringTable.length; i++) {
sourceEquations[i] = new SourceEquations();
resultantTables[i] = new ResultantTable();
convertStringTableIntoArrays(stringTable[i], i);
}
}
private static void convertStringTableIntoArrays(String stringTable, int i) {
String[] s
tringRow, stringElement;
stringRow = stringTable.split(
"
\
\
r
\
\
n|
\
\
n"
);
for (
int j = 0
; j < stringRow.length; j++) {
stringElement = stringRow[j].split(
"
\
\
t"
);
if (j == 0
) {
sourceEquations[i].terms = new double
[stringRow.length -
1
][stringElement.length -
2
];
sourceEquations[i].results = new double
[stringRow.length -
1
];
resultantTables[i].headerColumn = new String[stringRow.length -
1
];
resultantTables[i].quotients = new double
[stringRow.length -
1
][stringElement.length -
2
];
resultantTables[i].sumInRow = new double
[stringRow.length -
1
];
resultantTa
bles[i].sumInColumn = new double
[stringElement.length -
2
];
stringRow[
0
] += "
\
t
" + TOTAL;
if (stringRow[
0
].startsWith(
"
\
t
e"
))
resultantTables[i].headerRow
= stringRow[
0
].replaceFirst(
"
\
\
te
\
\
*t_e"
, ""
).replaceAll(
"
\
\
ti
\
\
^
"
, "
\
t
z
_
"
) + "
\
t
РУЕ_z"
;
else if (stringRow[
0
].startsWith(
"
\
t
I"
))
resultantTables[i].headerRow
= stringRow[
0
].replaceFirst(
"
\
\
tI"
, ""
).replaceAll(
"
\
\
tE
_
"
, "
\
t
Y
\
\
^
"
)
.replaceAll(
"
\
\
*.+?(
\
\
t|
\
\
r
\
\
n|
\
\
n)"
, "
\
t
"
) + "
\
t
РУЕ_Y"
;
resultantTables[i].headerRow += LS;
}
else {
resultantTables[i].headerColumn[j
-
1
] = stringElement[
0
];
sourceEquations[i].results[j
-
1
] = Double.parseDouble(stringElement[
1
]);
for (
int k = 2
; k < stringElement.length; k++)
sourceEquations[i].terms[j
-
1
][k
-
2
] = Double.parseDouble(stringElement[k]);
}
}
}
}
private static class Output {
private static class GUI {
s
tatic JFrame frame;
static JLabel label;
private static void createAndShow() {
frame = new JFrame(PROGRAM_NAME);
frame.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setPreferredSize(
new Dimension(
500
, 100
));
frame.setResizable(
false
);
label = new JLabel(LABELS[
0
]);
frame.getContentPane().add(label);
label.setHorizontalAlignment(Swing
Constants.CENTER);
label.setVerticalAlignment(SwingConstants.CENTER);
frame.pack();
Dimension screenSize = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();
40
/
45
int x = (
int
)(screenSize.getWidth() -
frame.getWidth()) / 2
;
int y = (
int
)(screenSize.getHeight() -
frame.getHeight()) / 2
;
frame.setLocation(x, y);
frame.setVisible(
true
);
}
private static void confirmReadiness() {
label.setText(LABELS[
1
] + SUBDIR + getProperty(
"file.separator"
) + FILES[
1
] + "
\
"
"
);
}
private static void reportError(String e) {
label.setText(LABELS[
2
] + e);
frame.setResizable(
true
);
}
}
}
private static class FileHandle {
private static final String path = getProperty(
"user.dir"
) + FS + SUBDIR + FS;
private static String ReadFile() {
File file = new File(path + FILES[
0
]);
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
try {
FileReader fileReader = new FileReader(file.getAbsolutePath());
BufferedReader reader = new BufferedReader(fileReader);
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null
) {
stringBuilder.append(line);
stringBuilder.append(LS);
}
reader.clo
se();
} catch (IOException e) {Output.GUI.reportError(e.getMessage());}
return stringBuilder.toString();
}
private static void WriteFile(String contents) {
String dateTime = String.format(
" %1$tY.%1$tm.%1$td_%1$tH
-
%1$tM
-
%1$tS"
, Calendar.getInstance());
FILES[
1
] = FILES[
1
].substring(
0
, FILES[
1
].lastIndexOf(
"."
)) + dateTime +
FILES[
1
].substring(FILES[
1
].lastIndexOf(
"."
), FILES[
1
].length());
File file = new File(path + FILES[
1
]);
try {file.createNewFile();} catch (IOException e) {Output.GUI.reportError(e.getMessage());}
try {
FileWriter fileWriter = new FileWriter(file.getAbsolutePath());
BufferedWriter out = new BufferedWriter(fileWriter);
out.write(contents);
out.close();
} catch (IOException e) {Output.GUI.reportError(e.getMessage());}
}
}
}
4
1
/
45
Приложение
B
: Образец исходных данных для RAU.jar
Ниже, под чертой, находится образец файла input.txt
, предназначенный для обработки программой RAU
.jar
. Цифры в образце условные. В каталоге программы создайте папку Data
и в ней –
файл с названием input.txt
. Скопируйте в файл
текст под чертой и запустите программу. Приложение C
содержит таблицу с результатом обработки файла.
/*
КОММЕНТАРИЙ
1. Данный файл предназначен для обработки программой RAU
.jar
версии 0.1
. Файл содержит данные в виде таблиц.
2
. Столбцы таблиц отделяются друг от друга знаком табуляции.
3. Таблицы отделены друг от друга одной пустой строкой.
5. Количество таблиц и размеры таблиц произвольны.
6
. Формат таблиц фиксирован:
6
.1. первая
(верхняя)
строка и
первый (левый) столбец -
подписи данных;
6.
2
. верхняя левая ячейка всегда пуста, т.е. образована знак
ом
табуляции
,
6.
3
. вторая слева ячейка верхней строки содерж
ит
:
6.
3
.1. либо латинскую букву '
I
'
,
6.
3
.2. либо сочетание из 5 знаков
на латинице
: "
e
*
t_e
"
(
здесь и далее без кавычек
)
;
6.
4
. если справедлив п.6.
3
.1.,
то третья и последующие
ячейк
и
верхней строки должн
ы
содержать в названном порядке:
a)
дв
а
символа на латинице: "
E_
"
,
b)
идентификатор участка затрат,
c)
знак * (звездочка)
,
d)
два символа на латинице: "
T
^"
,
e)
идентификатор того же участка затрат;
6.
5
. если справедлив п.6.
3
.2.,
то третья и последующие ячейки верхней строки должны
содержать в названном порядке:
a)
дв
а
символами на латинице: "
i^
",
b)
идентификатор участка затрат
;
6.6
. в
се табличные элементы, помимо первой строки и первого столбца
, содержат только числовые данные и не могут быть пусты.
7
. Комментарий наподоби
е
данного заключаетс
я в ограничители из двух символов каждый: открывающий -
"дробь, звездочка", закрывающий -
"звездочка, дробь".
8
. Комментари
й
мо
жет
находиться только в начале
файла
, т.е. предшествовать таблицам
.
КОНЕЦ КОММЕНТАРИЯ
*/
e*t_e
i^1
i^2
i^3
i^4
i^5
e_1
11
10
9
8
7
6
e_2
5
4
3
2
1
0
I
E_1*
T
^1
E_2*
T
^2
E_3*
T
^3
E_4*
T
^4
E_5*
T
^5
I^1
12
13
14
0
0
0
I^2
15
0
16
17
18
0
I^3
19
0
0
0
20
21
42
/
45
Приложение
C
: Результат обработки образца данных для RAU.jar
Результаты обработки файла input.txt
программой
RAU.jar
.
Числа округлены до шестого десятичного разряда, буквенные обозначения дополнены индексами строк.
z
k
1
z
k
2
z
k
3
z
k
4
z
k
5
Итого:
РУЕ
z
e
1
0,333333
0,3
0,266667
0,233333
0,2
1,333333
14,66666
e
2
0,666666
0,5
0,333333
0,166667
0
1,666665
8,333325
Итого:
0,999999
0,799999
0,6
0,4
0,2
2,999998
22,99999
Таблица 3
.
Результаты расчета РУЕ
z
по данным Приложения B
.
Y
r
1
Y
r
2
Y
r
3
Y
r
4
Y
r
5
Итого:
РУЕ
Y
I
1
0,427397
0,460274
0
0
0
0,887671
10,65205
I
2
0
0,276179
0,293441
0,310702
0
0,880322
13,20483
I
3
0
0
0
0,451843
0,474435
0,926278
17,59928
Итого:
0,427397
0,736453
0,293441
0,762545
0,474435
2,69427
41,45616
Таблица 4
.
Результаты расчета РУЕ
Y
по данным Приложения B
.
43
/
45
Список источников
1.
Подолинский С. А. Труд
человека и его отношение к распределению энергии –
М.: Ноосфера, 1991
2.
Ларуш Л. Физическая экономика как платоновская эпистемологическая основа всех отраслей человеческого знания
–
М.: Научная книга, 1997
3.
Бир С. Мозг фирмы.
Пер. с англ. проф. М. М. Лопухина. –
М.: Либроком, 2009.
–
416 с.
4.
Hilder, Trevor. Stafford Beer’s Viable System Model. 2005
5.
Субетто А.И. Сочинения. Ноосферизм. Том второй.
Капиталократия. Мифы либерализма и судьба России
.
Глобальный империализм. Ноосферно
-
социалистическая альтернатива. Разум и Анти
-
Разум / Под ред. Л.А. Зеленова –
СПб.: КГУ им. Н.А. Некрасова, «Астерион», 2006. –
694 c.
6.
Крон Г. Тензорный анализ сетей: Пер. с англ /Под ред. Л.Т. Кузина, П.Г. Кузнецова.
–
М.: Сов. радио, 1978.
–
720 с.
7.
Хабарова Т.М. Социалистическая экономика как система (сталинская модель)
–
Выступление на Молодѐжном семинаре по национальной безопасности при Госдуме ФС РФ
, 1997
8.
Ведута Н.И. Социально эффективная экономика
/ Под общей ред. д
-
ра экон. наук Ведута Е.Н. —
М.: Издательство РЭА, 1999. —
254 с.
9.
Система «Компас
» (В.Г. Водянов)
10.
Lo Pumo, Andrea. Netsukuku topology
. 2008
11.
Beer, Stafford. Origins of Team Syntegrity
. 1993
12.
Beer, Stafford. World In Torment. A Time Whose Idea Must Come
. 1993
44
/
45
И вот почему
–
в ожидании
Не верим мы темным часам:
Мы бродим в неконченом здании,
Мы бродим по шатким лесам!
И. Брюсов «В неконченом здании»
45
/
45
Об авторе
Ф.И.О.:
Быстрицкий Анатолий Александрович
Г.р.:
1978
Эл.почта:
1.1.1@cyberspas.ru
Автор
1.1.1
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
122
Размер файла
2 730 Кб
Теги
россия, промышленность, экономика, организация и управление
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа