Применение локальных GRID-систем на основе контейнерных технологий и (λ,μ)-свернутых произведений многомерных матриц для интеллектуальной поддержки процессов технического обслуживания и ремонта

Аннотация

Работа посвящена разработке методологии организации локальных GRID-систем на основе контейнерных технологий Docker и Kubernetes для эффективной распределенной обработки многомерных данных в задачах технического обслуживания и ремонта промышленного оборудования. Предложена модель прикладной GRID-системы с интегрированной поддержкой операций над многомерными матрицами и глубокими нейронными сетями для прогнозирования технического состояния оборудования. Модель основана на математическом аппарате (λ,μ)-свернутых произведений многомерных матриц, где скоттовы индексы определяют структуру параллелизма и обеспечивают независимость вычислений на различных узлах, а кэлиевы индексы задают размерности агрегирования данных. Предложена концепция морфинг-персон для вычислительных узлов, где узлы представляются как замороженные слои нейронных сетей с фиксированными скоттовыми индексами, обеспечивая динамическую реконфигурацию без остановки системы при дообучении. Разработаны алгоритмы декомпозиции задач на основе двухэтапной схемы параллельного умножения матриц с циклическим перемещением блоков. Показано, что топология тор является идеальной для эффективной коммуникации при работе с многомерными матрицами. Реализация выполнена на платформе .NET с использованием C# для обеспечения производительности, типобезопасности и интеграции с промышленными системами. Проведен теоретический анализ вычислительной сложности предложенных алгоритмов и масштабируемости системы. Для дополнительных компонентов системы получены три свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2024680153, № 2024680373, № 2024680406.