АРХІТЕКТУРА СЕНСОРНОГО КОМПЛЕКСУ ТА ІЄРАРХІЧНОЇ СИСТЕМИ ОПРАЦЮВАННЯ ДАНИХ ТОРГОВОГО СМАРТ-ПІДПРИЄМСТВА

Анотація

У статті розв’язано актуальну науково-прикладну задачу розроблення архітектури сенсорного комплексу та ієрархічної системи опрацювання даних торгового смарт-підприємства, які є базовою складовою інформаційної технології адаптивного управління. Показано, що традиційні централізовані архітектури збору й опрацювання даних не забезпечують потрібної оперативності управління в умовах, коли торговельне підприємство одночасно генерує потоки даних від засобів радіочастотної ідентифікації, інтелектуальних полиць, POS-терміналів, систем відеоаналітики, давачів мікроклімату та енергоспоживання, а також від корпоративних інформаційних систем ERP, CRM і WMS та цифрових каналів продажу. Сформульовано дванадцять принципів побудови сенсорного комплексу торгового смарт-підприємства, які охоплюють модульність, периферійне інтелектуальне опрацювання даних, сумісність і стандартизацію інтерфейсів, мультиджерельну інтеграцію, безперервний моніторинг, масштабованість, розподілене опрацювання, надійність і відмовостійкість, енергоефективність, безпеку та конфіденційність, самодіагностику й адаптивність. На основі цих принципів розроблено структуру сенсорного комплексу, що об’єднує дев’ять функціональних груп засобів збору даних та периферійні обчислювальні вузли й IoT-шлюзи. Вперше розроблено архітектуру п’ятирівневої ієрархічної системи опрацювання даних, яка охоплює рівень сенсорів і джерел первинних даних, рівень локального опрацювання, рівень інтеграції та консолідації, рівень інтелектуального аналізу і прийняття рішень та рівень реалізації рішень, комунікацій і моніторингу. Для кожного рівня визначено функції та формалізовано відповідні оператори перетворення даних, а їх композицію подано у вигляді узагальненої моделі, що описує замкнений цикл адаптивного управління, у якому результати реалізації управлінських рішень формують оновлені дані для наступного циклу опрацювання. Розроблено математичну модель оцінювання ефективності архітектури, яка ґрунтується на сукупності часових, ресурсних, інформаційних і функціональних показників: часу опрацювання даних і формування управлінського рішення, обсягу мережевого трафіку, використання обчислювальних ресурсів центральної платформи, показника масштабованості, доступності та відмовостійкості, комплексного показника якості інтегрованих даних і показника ефективності адаптивного управління. Запропоновано інтегральний критерій ефективності та систему умов, за одночасного виконання яких розроблена ієрархічна архітектура є ефективнішою за традиційну централізовану. Показано, що використання запропонованих рішень забезпечує скорочення часу опрацювання даних і прийняття управлінських рішень, зменшення мережевого навантаження та навантаження на центральну інформаційно-обчислювальну платформу, а також підвищення масштабованості, якості інтегрованих даних, доступності системи й ефективності адаптивного управління торговим смарт-підприємством у режимі реального часу.

Ключові слова: сенсорний комплекс, торгове смарт-підприємство, ієрархічна система опрацювання даних, периферійні обчислення, інтернет речей, інтеграція даних, адаптивне управління, оцінювання ефективності архітектури.