Знанняорієнтовані методи та інформаційна технологія підтримки прийняття рішень на підприємствах авіаційного профілю - Автореферат

Сучасний стан автоматизації виробництва на вітчизняних і закордонних підприємствах характеризується, з одного боку, порівняно широким впровадженням експертних систем (ЕС) для підтримки прийняття рішень керівниками різних рівнів виробничої ієрархії, а з іншого - прагненням до створення єдиного інформаційного простору в рамках підприємства або концерну. Зазначені вище проблеми можуть бути ефективно вирішені шляхом використання концептуальних моделей знань як середовища для побудови бази знань виробничих ЕС. Як відомо, концептуальні моделі знань надають такі можливості: синтез предметно-орієнтованих БЗ, що вирішує першу проблему; повторне використання знань і відповідно „серійне” розроблення БЗ для однотипних виробничих ЕС, тим самим знімаючи другу проблему; інтеграції на основі спеціальних алгебр, предметних концептуальних моделей знань, що цілком відповідає концепції єдиного інформаційного простору виробництва. Однак для створення концептуальної моделі системи знань, яка стала б основою ядра виробничих ЕС, необхідно реалізувати етап маніпулювання знаннями безпосередньо в середовищі такої моделі. Таким чином, дисертацію присвячено вирішенню актуальної науково-прикладної задачі розроблення знанняорієнтованих методів створення й функціонування систем підтримки прийняття рішень на підприємствах авіаційного профілю.Відзначено необхідність розробки й застосування спеціальної інтелектуальної інформаційної технології для вирішення поставлених задач, а саме: створення моделей знань і методів їхньої реалізації на основі концептуальної системи знань при інтелектуальній підтримці прийняття виробничих рішень; розроблення й дослідження алгоритмів маніпулювання при формуванні рішень з інтелектуальної підтримки процесів формування виробничих рішень; програмна реалізація розроблених методів і алгоритмів у вигляді інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень. Виходячи з результатів проведеного аналізу, які обумовили актуальність теми, сформульовано мету дослідження, що полягає у підвищенні ефективності прийняття рішень керівниками виробництва на підприємстві авіаційного профілю за рахунок створення методів та інформаційної технології синтезу виробничих експертних систем на основі концептуальної моделі знань. Структура полів може бути різною залежно від складності розглянутої моделі; у найпростішому випадку можна припустити , де під мається на увазі множина-виразів над системою типів , що містять у собі посилання на інші поля концептів, а також на інші концепти. Процедури-демони застосовуються до функції стану у випадку істинності деякого виразу, і породжуючи тим самим новий стан системи; - множина обмежень на значення поля, сформульоване у вигляді вираза-предиката, ; - лінійні порядки на множинах і , що визначають порядок застосування відповідних процедур у процесі виводу; - прапор, що вказує на участь поля в процесі рекурентного висхідного виводу й служить запобіганню нескінченного зациклення; - прапор, що вказує на тип поля і визначальний клас або екземпляр класу, описаний цим кортежем. Ієрархія спадкування в концептуальній системі знань уводиться як «: » між концептами, що визначає ієрархію понять предметної галузі й відповідно використовуване для запозичення властивостей (полів) правил від батьківських класів.У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-прикладну задачу розроблення знанняорієнтованих методів створення й функціонування систем підтримки прийняття рішень на підприємствах авіаційного профілю. Розроблено методи маніпулювання знаннями в середовищі концептуальних моделей та створено на цій основі інформаційну технологію створення виробничіх ЕС, які мають важливе наукове й практичне значення для підвищення ефективності рішень керівників з організації функціонування підприємств авіаційного профілю. Дослідження дають можливість зробити такі висновки: Проведено аналіз сучасного стану проблеми створення й експлуатації експертних систем на промислових підприємствах, зокрема, для підтримки прийняття рішень керівниками виробництва, який показав, що для створення й ефективного функціонування таких систем необхідно розробити спеціальні моделі, методи, а на їхній основі - особливу інформаційну технологію й програмно-інструментальні засоби синтезу експертних систем підтримки рішень керівників підприємства. Показано, що принципові недоліки, які притаманні традиційній технології синтезу експертних систем у вирішенні розглянутих у дисертації задач, можуть бути успішно подолані шляхом використання у складі ядра виробничих експертних систем концептуальних моделей знань. Розроблено структуру експертної системи підтримки прийняття рішень управлінського персоналу підприємства з ядром у формі концептуальної системи знань, що дало можливість забезпечити ефективність рішень, сформованих для підтримки фахівців підприємства за рахунок забезпечення коректності, усунення неповноти й суперечливості.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-прикладну задачу розроблення знанняорієнтованих методів створення й функціонування систем підтримки прийняття рішень на підприємствах авіаційного профілю. Розроблено методи маніпулювання знаннями в середовищі концептуальних моделей та створено на цій основі інформаційну технологію створення виробничіх ЕС, які мають важливе наукове й практичне значення для підвищення ефективності рішень керівників з організації функціонування підприємств авіаційного профілю. Дослідження дають можливість зробити такі висновки: Проведено аналіз сучасного стану проблеми створення й експлуатації експертних систем на промислових підприємствах, зокрема, для підтримки прийняття рішень керівниками виробництва, який показав, що для створення й ефективного функціонування таких систем необхідно розробити спеціальні моделі, методи, а на їхній основі - особливу інформаційну технологію й програмно-інструментальні засоби синтезу експертних систем підтримки рішень керівників підприємства. Показано, що принципові недоліки, які притаманні традиційній технології синтезу експертних систем у вирішенні розглянутих у дисертації задач, можуть бути успішно подолані шляхом використання у складі ядра виробничих експертних систем концептуальних моделей знань.

Розроблено комбінований метод логічного виводу, який на відміну від існуючих базується на почережному використанні спадного й висхідного виводів у середовищі концептуальної моделі знань, що дало можливість усунути неповноту й суперечливість знань.

Розроблено дедуктивний метод логічного виводу з використанням концептуальної моделі знань в частині послідовності формування ланцюга виводу, що дозволило врахувати дочірні звязки між концептами предметної галузі та, тим самим забезпечити коректність знань.

Створено інформаційну технологія розробки й впровадження виробничих експертних систем шляхом застосування як ядра концептуальної системи знань, що дозволяє здійснювати ефективне формування рішень для управлінського персоналу на підприємствах авіаційного профілю.

Розроблено структуру експертної системи підтримки прийняття рішень управлінського персоналу підприємства з ядром у формі концептуальної системи знань, що дало можливість забезпечити ефективність рішень, сформованих для підтримки фахівців підприємства за рахунок забезпечення коректності, усунення неповноти й суперечливості.

Розроблено алгоритмічне й програмне забезпечення для синтезу експертних систем підтримки прийняття рішень керівників виробництва на основі інформаційної технології, що надалі може бути використано при вирішенні задач, повязаних з комплексною інтелектуалізацією підприємств авіаційного профілю.

Достовірність переверено практичними дослідженнями розроблених методів при вирішенні практичних задач синтезу експертної системи «Каскад» для підтримки прийняття рішень головним технологом підприємства «Спецтехскло» м. Костянтинівка. Отримано рішення задачі підтримки прийняття рішень щодо виробництва засклення пілотської кабіни літаків АН-140, АН-148.

Проведено розрахунок ефективності застосування розроблених у дисертації методів, алгоритмів і програмно-інструментальних засобів; наведено практичні рекомендації з їхнього застосування для синтезу експертних систем на підприємствах авіаційного профілю, а також подібних до них за характером виробництва приладобудівних, суднобудівних і турбобудівних підприємствах.

З використанням ядра системи «Каскад» вирішено практичну виробничу задачу підвищення якості виготовлення авіаційного засклення на ЗАТ «Спецтехскло».

Використання отриманих результатів дозволяє накопичувати й повторно використовувати знання фахівців підприємства для реалізації виробничих задач, що дозволяє підвищити ефективність рішень та оперативність їхнього прийняття. Методи, алгоритми й створений на їхній основі інтелектуальний компонент АСУ можуть бути використані в науково-дослідних, проектно-конструкторських, наукових і промислових організаціях для автоматизації підтримки прийняття управлінських рішень на машинобудівному підприємстві.

1. Варфоломеева И.В. Надежность программного обеспечения. Методы тестирования программного обеспечения / Варфоломеева И.В., Пудовкина Л.Ф., Бастеев Д.А. - Учеб. пособие. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2005. - 72 с.

2. Шостак И.В. Применение логических моделей представления знаний в интеллектуальных компонентах систем управления машиностроительными предприятиями / Шостак И.В., Палун О.В., Бастеев Д.А. // Авиационно-космическая техника и технология. - 2006. - № 7(33).- С. 145-151.

3. Соколов А.Ю. Сравнительная оценка эффективности онтологической и реляционной моделей данных и знаний / Соколов А.Ю., Шостак И.В., Бастеев Д.А. // ВІСТІ Академії інженерних наук України «Машинобудування та прогресивні технології». - 2006. - № 3(30). - С. 173-177.

4. Бастеев Д.А. Синтез онтологии управления проектом технологической подготовки производства на машиностроительном предприятии / Бастеев Д.А. // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2006. - Вып. 30. - С. 97-106.

5. Шостак И.В. Применение онтологического представления знаний в многоуровневой системе управления проектами технологической подготовки производства / Шостак И.В., Бастеев. Д.А. // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2004. - Вып. 24. - С. 136-147.

6. Бастеев Д.А. Интеллектуальная поддержка принятия решений для управления проектом технологической подготовки авиационного производства с использованием онтологического представления знаний / Бастеев Д.А., Шостак И.В. // АСУ и приборы автоматики. - Харьков: Хар. нац. ун-т радиоэлектр., 2004.- Вып. 129.- С. 94-101.

7. Палун О.В. // Подход к синтезу интеллектуальной компоненты производственных систем управления с использованием логических моделей знаний / Палун О.В., Бастеев Д.А. // Системний аналіз та інформаційні технології: VIII Міжнародна науково-технічна конференція, 13-16 вересня 2006 р.: тези допов. - Київ: Нац. техн. ун-т України «Київс. політехн. ін-т», 2006. - С. 111-114.

8. Бастеев Д.А. Проблемы организации вывода на знаниях в онтологических средах / Бастеев Д.А. // Інтегровані компютерні технології в машинобудуванні “ІКТМ 2006”: Міжнародна науково-технічна конференція: тези допов. - Харків: Нац. аерокосм. ун-т «Хар. авіац. ін-т», 2006. - С. 445-446.

9. Шостак И.В. Применение логических моделей представления знаний в интеллектуальных компонентах систем управления машиностроительными предприятиями / Шостак И.В., Палун О.В., Бастеев Д.А. // Одинадцятий міжнародний конгрес двигунобудівників: тези допов. - Харків: Нац. аерокосм. ун-т «Хар. авіац. ін-т», 2006. - С. 49.

10. Соколов А.Ю. Сравнительная оценка эффективности онтологической и реляционной моделей данных и знаний / Соколов А.Ю., Шостак И.В. Бастеев Д.А. // “New Leading Technologies In Machine Building”: Collection of Scientific Papers : XVI International Conference, September 3-8, 2006 : report at a conference. - Kharkov-Rybachie: National Aerospace University «Kharkiv Aviation Institute», 2006. - P. 267.

11. Бастеев Д.А. Семантика онтологического представления знаний по управлению технологической подготовкой производства / Бастеев Д.А. // Інтегровані компютерні технології в машинобудуванні “ІКТМ 2004”: Міжнародна науково-технічна конференція: тези допов. - Харків: Нац. аерокосм. ун-т «Хар. авіац. ін-т», 2004. - С. 385.

12. Бастеев Д.А. Интеллектуальная система поддержки принятия решений для управления проектом технологической подготовки производства / Бастеев Д.А., Шостак И.В. // Науковий Потенціал Світу 2004 : I Міжнародна науково-практична конференція, 1-15 листопада 2004 р.: тези допов. - Дніпропетровськ: “Наука і освіта”, 2004. - С. 26-27.

13. Шостак И.В. Проблемы создания интеллектуальной интегрированной системы поддержки принятия технологических решений в авиационном производстве / Шостак И.В., Устинова А.Н., Бастеев Д.А., Левин В.В. // Інтегровані компютерні технології в машинобудуванні “ІКТМ 2003”: Міжнародна науково-технічна конференція: тези допов. - Харків: Нац. аерокосм. ун-т «Хар. авіац. ін-т», 2003. - С. 267.