Дослідження засобів автоматизації проектувальних робіт з метою виявлення ступеня застосування повторного використання проектних рішень. Розробка та оцінка ефективності структури бази знань для їх збереження, умови та перспективи повторного використання.
Аннотация к работе
Проектування автоматизованих робочих місць (АРМ) в системах оперативного прийняття рішень є складним процесом, до якого ставляться високі вимоги по строках та якості робіт. У теперішній час подібні АРМ вирішують все більш широке коло задач на боці замовника, і тому їх проектування з урахуванням підвищених вимог замовника можливо лише з допомогою комплексних систем автоматизації проектувальних робіт (САПР). САПР, що використовуються у проектних та конструкторських організаціях, є комплексом взаємоповязаних CASE-засобів, які у вітчизняній термінології звуться інструментальними засобами. У сучасних інструментальних засобах, що використовуються під час передпроектного аналізу та мають у своєму складі такі програмні продукти, як All Fusion Process Modeller, Rational Rose, Together CC, Enterprise Architect, тощо, відсутня можливість автоматизованого синтезу проектних рішень на основі вже наявних. Автоматизація пошуку отриманих раніше проектних рішень дозволяє підвищити ефективність роботи проектувальника на початкових етапах проектування та під час передпроектного аналізу шляхом підвищення якості проектних рішень, що синтезуються, та скороченням часу на їх отримання.Класифікація проектних рішень та надання їм текстових описів при великому обємі бази знань проектних рішень можуть все ще залишати велику кількість проектних рішень для перегляду проектувальником особисто. Економія часу за рахунок повторного використання є різницею між часом на створення нового проектного рішення та часом на отримання рішення завдяки повторному використанню -, яка виглядає таким чином: , (2) де - час, що витрачається на створення нового проектного рішення; - час налагодження отриманого нового проектного рішення; - час, що витрачається на пошук проектного рішення для повторного використання; - час, що витрачається на адаптацію проектного рішення; - час налагодження отриманого проектного рішення при повторному використанні. Категорія подається у вигляді ієрархії понять за допомогою орієнтованого графа , побудованого за родовою ознакою, де - множина вершин графа понять та - множина дуг графу, що виражають відношення спадкування між двома поняттями в напрямку від спадкоємця до предка. Якщо розглядати ситуацію як множину з мікроситуацій , відстань між еталонною і проблемною ситуацією буде виглядатиме в такий спосіб: (5) де та - кількість мікроситуацій для ситуацій та відповідно; - відстань між мікроситуаціями і ; - розміщення з груп порядкових номерів мікроситуацій з елементів по , ; кожен елемент складається з ряду номерів мікроситуацій . Відстань між мікроситуаціями визначається за формулою: (6) де і - центральні поняття мікроситуацій і відповідно; і - поняття мікроситуацій і , що представляють властивості та відношення; і - другорядні поняття; і - кількість понять, що беруть участь у відношеннях і ; - розміщення з груп порядкових номерів понять з елементів по , , кожен елемент складається з множини номерів мікро ситуацій ; - відстань між поняттями і .У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення задачі підвищення ефективності використання систем автоматизації проектувальних робіт під час передпроектного аналізу та на ранніх етапах проектування. Ця задача полягає в розробці методів застосування повторного використання у проектувальній діяльності, які дозволяють підвищити якість синтезу проектних рішень, скоротити строки й кошти на створення нових проектних рішень. Для вирішення задачі опису проектних рішень було запропоновано використати ситуаційне подання, яке забезпечує звязок проектного рішення з задачами, на рішення яких воно спрямовано. Це подання дозволяє створювати описи у природно-мовній формі, що знижує витрати на складання та інтерпретацію описів. Розроблена мову подання ситуацій надає формалізований апарат для складання описів ситуацій для забезпечення накопичення та пошуку проектних рішень.
План
Основний зміст роботи
Вывод
У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення задачі підвищення ефективності використання систем автоматизації проектувальних робіт під час передпроектного аналізу та на ранніх етапах проектування. Ця задача полягає в розробці методів застосування повторного використання у проектувальній діяльності, які дозволяють підвищити якість синтезу проектних рішень, скоротити строки й кошти на створення нових проектних рішень.
Виконані теоретичні й експериментальні дослідження дозволяють зробити такі висновки: 1. Показано, що ранні етапи проектування мають дуже важливе значення для завершення розробки за вказаним строком, в межах встановленого бюджету та із задовільненням поставлених вимог. Одним із методів підвищення ефективності є повторне використання отриманих раніше проектних рішень. Серед недоліків було виділено задачу опису й пошуку проектних рішень.
2. Для вирішення задачі опису проектних рішень було запропоновано використати ситуаційне подання, яке забезпечує звязок проектного рішення з задачами, на рішення яких воно спрямовано. Це подання дозволяє створювати описи у природно-мовній формі, що знижує витрати на складання та інтерпретацію описів.
3. Пошук проектних рішень відбувається шляхом порівняння описів проблемної ситуації з множиною еталонних, які знаходяться у базі знань. Для проведення порівняння було розроблено критерій подібності, який дозволяє проводити розрахунок відстаней між ситуаціями шляхом декомпозиції на складові частини та підрахунку відстані між ними.
4. Розроблена мову подання ситуацій надає формалізований апарат для складання описів ситуацій для забезпечення накопичення та пошуку проектних рішень. Конструкції на цій мові відображують структуру ситуації з розбиттям на мікроситуації та поняття.
5. Поняття, що входять до складу ситуацій перебувають у категоріях понять. Ці категорії являють собою родовидові ієрархії, збудовані за принципом наслідування властивостей батьківських понять. Поняття в категорії групуються за наявністю загальних характеристичних ознак. Це уявлення дозволило підвищити ефективність порівняння текстових описів.
6. На основі категорій понять розроблено методи виявлення понять з текстів, що описують предметне середовище. Розроблено стратегії класифікації понять у категоріях. Методи базуються на порівнянні характеристичних ознак понять та переміщенні по дереву ієрархії понять.
7. Розроблена структура бази знань проектних рішень для зберігання отриманих раніше проектних рішень та проведення їх пошуку. Також у цій базі зберігаються категорії понять. Для зберігання потрібних сутностей обрано фреймова база даних, яка забезпечує можливість організації відношення наслідування та посилань між обєктами.
8. Отримані результати узагальнені та оформлені у вигляді методів з організації повторного використання проектних рішень, що входять до складу інструментальних засобів САПР як програмно-методичні комплекси структурного синтезу проектних рішень. Дослідження показали, що повторне використання починає надавати переваги вже після третього проекту та дозволяє скоротити витрати на отримання проектних рішень до 40% у порівнянні зі створенням проектних рішень з нуля. Розроблені методи включають в себе методичні вказівки з організації повторного використання проектних рішень, опис методів з організації бази знань проектних рішень, методи побудови категорій понять та алгоритми їх класифікації, методи створення ситуацій та алгоритми порівняння ситуацій між собою.
9. Експериментальні дослідження розроблених методів підтвердили адекватність розроблених методів поставленій задачі. Результати роботи використано у ЗАТ ПО «ВТ и СА» при проектуванні ситуаційних центрів. Повторне використання проектних рішень за розробленими методами дозволило підвищити якість проектувальних робіт, що підтверджено відповідними документами. Результати дисертаційної роботи також впроваджені в навчальний процес у дисциплінах «Інформаційне забезпечення банківського маркетингу» та «Інформаційне забезпечення інноваційної діяльності» на кафедрі інформатики.
10. Подальший розвиток отриманих методів подається у вигляді розширення виразних можливостей мови подання ситуацій для опису причинно-наслідкових залежностей між поняттями ситуацій та для виразу ступеня важливості мікроситуацій та понять.
Список литературы
1. Сорочан М.В., Куземин А.Я. Понятийное представление ситуации при поиске и классификации проектных решений // Прикладная радиоэлектроника. - 2004. - Т.3, №3. - С. 60-66.
2. Куземин А.Я., Сорочан М.В., Тороев А.А. Использование языковых средств на ранних стадиях проектирования программного обеспечения // Искусственный интеллект. - 2004. - №3. - С. 328-336.
3. Сорочан М.В. Моделирование предметной области при построении требований к программному обеспечению // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. - 2003. - Вып. 124. - С. 37-43.
4. Сорочан М.В. Выбор метода моделирования бизнес-процессов при разработке программного обеспечения для инновационно-маркетингового отдела // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. - 2004. - Вып. 127. - С. 14-21.
5. Сорочан М.В., Дробинский В.Г., Куземин А.Я. Моделирование маршрутизации IP-сетей на этапе проектирования структуры сети // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. - 2001. - Вып. 115. - С. 16-21.
6. Куземин А.Я., Сорочан М.В., Тороев А.А. Использование ситуационного представления при поиске решений в системах автоматизации проектных работ // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Искусственный интеллект. Интеллектуальные и многопроцессорные системы - 2004». - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2004. - Т.2 - С. 99-102.
7. Сорочан М.В. Моделирование маршрутизации IP-сетей на этапе проектирования структуры сети // Сб. науч. тр. 5-го Междунар. форума «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке». - Харьков: ХТУРЭ, 2001. - С. 262-263.
8. Сорочан М.В. Применение шаблонов проектирования при разработке объектно-ориентированных информационных систем // Сб. науч. тр. 6-го Междунар. форума «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке». - Харьков: ХНУРЭ, 2002. - С. 151-152.
9. Сорочан М.В. Построение модели информационной системы на начальном этапе разработки // Системный анализ и информационные технологии. Тез. докл. конф. «САИТ-2002». - К.: Политехника, 2002. - С. 70.
10. Slipchenko M., Kuzemin A., Sorochan M., Torojev A. Situation Centers in Modern State // Proc. of the Sec. Intern. Conf. i.TECH 2004, Varna, Bulgaria. - 2004. - P. 96-98.
11. Bondarenko M., Kuzemin A., Sorochan M., Yanchevsky I. Project Solution Reuse // Proc. of the Sec. Intern. Conf. i.TECH 2004, Varna, Bulgaria. - 2004. - P. 27.
12. Сорочан М.В. Разработка системы обмена знаниями в области физики твердых кристаллов // Материалы 7-го Междунар. форума «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке». - Харьков: ХНУРЭ, 2003. - С. 373.
13. Kuzemin A., Gavrilov A., Sorochan M. Knowledge Interchange in Laser Crystal Physics // ICL-2002. - Kharkiv: KHNURE, 2002. - P. 43.