Знанняорієнтована інформаційна технологія для підтримки багатокритеріальних виробничих рішень в машинобудуванні за умов невизначеності - Автореферат

Особливе значення мають знанняорієнтовані багатокритеріальні рішення, що приймаються відносно розподілу виробничих замовлень (ВЗ) за відповідними технологічними процесами (ТП) при їх альтернативному виборі. Однак технолог, спираючись на свої знання і досвід, має оцінити ТП ще за критеріями залежно від наявних ресурсів, виробничої ситуації і умов невизначеності. У межах цих тем і договору дисертант розробляв моделі достовірних різнорівневих алгоритмічних квантів знань (ТРАКЗ-моделі), методи та програмні засоби індуктивної побудови в режимі навчання компютера бази t-квантів знань (БТКЗ-Р) виробничо-технологічного змісту, а також дедуктивного виводу t-квантів багатокритеріальних рішень при виборі ТП, спираючись на БТКЗ-Р і агрегативний критерій оптимізації О.І. Ларічева. Предметом дисертаційного дослідження є знанняорієнтовані моделі, методи та інформаційна технологія прийняття рішень засобами ІКЗ при виборі ТП за умов багатокритеріальності й t-невизначеності, яка обєднує інтервальну невизначеність, неповноту і неточність даних. Використано методологію системного аналізу - для синтезу моделей і методів прийняття багатокритеріальних рішень; теорію корисності й прийняття рішень - для побудови моделі багатофакторного оцінювання альтернатив і методу її структурно-параметричної ідентифікації за умов t-невизначеності; теорію штучного інтелекту та засобів інженерії квантів знань - для постановки і розвязування задачі знанняорієнтованої підтримки технологічних рішень за умов t-невизначеності.Сформульовано змістовно задачу прийняття рішень при виборі ТП («розцеховка») засобами ІКЗ як багатокритеріальну задачу про призначення, тобто БЗП-Р. Задача полягає в побудові вирішуючого правила для багатокритеріального оптимального розподілу n можливостей (обєктів-ТП) серед n вимог (субєктів-ВЗ), якщо обєкти та субєкти мають оцінки за L якісними локальними критеріями з порядковими шкалами, а відповідальним за прийняття рішень є технолог. Другий розділ присвячено обґрунтуванню запропонованого для автоматизації вибору ТП інтегрованого примінення чотирьох принципів: технічного, економічного, знанняорієнтованості і адаптивності й розробці теоретичних основ дисертації, постановці, дослідженню і розвязанню задачі багатокритеріального прийняття рішень при виборі ТП, тобто БЗП-Р, на базі використання засобів ІКЗ. Позначимо через р-му по порядку оцінку на шкалі вимог i-го елемента множини обєктів О або субєктів С по k-му критерію, а через q-ту оцінку на шкалі можливостей j-го елемента множини С або О по тому ж k-му критерію. Для багатокритеріальних задач, у яких , , або при досить великих n і L необхідні інтелектуальні системи підтримки прийняття рішень, які допомагають людині, що приймає рішення (ЛПР), враховувати особливості типів БЗП-Р і реалізовувати алгоритми виявлення й аналізу пріоритетів, а також побудови правил прийняття багатокритеріальних рішень.У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-технічну задачу розробки моделей, методів і інформаційної технології підтримки виробничих рішень при виборі технологічних процесів засобами інженерії квантів знань за умов багатокритеріальності та невизначеності. Формально поставлено й вирішено задачу компютерної підтримки багатокритеріальних ідентифікаційних і прогнозних рішень при виборі технологічних процесів зі скороченою назвою - багатокритеріальна задача призначень при «розцеховці» (БЗП-Р) на основі використання ТРАКЗ-моделей прийняття рішень, які забезпечують вибір ТП й автоматичну генерацію відповідних технологічних документів. Вперше розроблено знанняорієнтований метод прийняття багатокритеріальних рішень при виборі технологічних процесів, який, на відміну від існуючих, базується на сумісному використанні моделей та засобів машинного маніпулювання t-квантами знань (tk-знаннями) і агрегативного критерію Ларічева відносно максимального числа критеріально узгоджених призначень {«ВЗ - ТП»}, що забезпечує урахування взаємовпливу локальних критеріїв і підвищення ефективності технологічних рішень за умов t-невизначеності, яка обєднує інтервальну невизначеність, неповноту і неточність даних. Удосконалено загальний метод різнорівневих алгоритмічних квантів знань (?РАКЗ-метод) прийняття рішень за умов ?-невизначеності шляхом використання розроблених ТРАКЗ-моделей при ? = t за умов t-невизначеності, тобто при інтервальних значеннях, неповноті та неточності даних, що дозволило виводити причинно-наслідкові структури рішень в істотно розширеному класі невизначеностей з урахуванням багатокритеріальності.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-технічну задачу розробки моделей, методів і інформаційної технології підтримки виробничих рішень при виборі технологічних процесів засобами інженерії квантів знань за умов багатокритеріальності та невизначеності.

Внаслідок досліджень отримано такі основні результати роботи: 1. Проведено огляд і аналіз методів, засобів компютерної підтримки прийняття технологічних рішень при виборі ТП на виробництві й сформульовано задачі дисертаційної роботи.

2. Синтезовано методику добування, структуризації й оброблення спеціальних знань і метазнань стосовно вибору ТП засобами ТРАКЗ-методу для створення ІСППР «Розцеховка».

3. Сформовано упорядковану множину локальних критеріїв для оцінки варіантів альтернативних технологічних процесів і вибору найліпшого за агрегативним критерієм Ларічева.

4. Формально поставлено й вирішено задачу компютерної підтримки багатокритеріальних ідентифікаційних і прогнозних рішень при виборі технологічних процесів зі скороченою назвою - багатокритеріальна задача призначень при «розцеховці» (БЗП-Р) на основі використання ТРАКЗ-моделей прийняття рішень, які забезпечують вибір ТП й автоматичну генерацію відповідних технологічних документів.

5. Вперше синтезовано знанняорієнтовану модель багатофакторного оцінювання альтернативних призначень {«виробниче замовлення - технологічний процес»} у якій, на відміну від існуючих, застосовано функцію корисності у вигляді агрегативного функціоналу Ларічева та спосіб її структурно-параметричної ідентифікації, що дозволяє врахувати інтервальну невизначеність, неповноту й неточність даних при аналізі альтернатив і ранжуванні призначень {«ВЗ - ТП»}.

6. Вперше розроблено знанняорієнтований метод прийняття багатокритеріальних рішень при виборі технологічних процесів, який, на відміну від існуючих, базується на сумісному використанні моделей та засобів машинного маніпулювання t-квантами знань (tk-знаннями) і агрегативного критерію Ларічева відносно максимального числа критеріально узгоджених призначень {«ВЗ - ТП»}, що забезпечує урахування взаємовпливу локальних критеріїв і підвищення ефективності технологічних рішень за умов t-невизначеності, яка обєднує інтервальну невизначеність, неповноту і неточність даних.

7. Удосконалено загальний метод різнорівневих алгоритмічних квантів знань (?РАКЗ-метод) прийняття рішень за умов ?-невизначеності шляхом використання розроблених ТРАКЗ-моделей при ? = t за умов t-невизначеності, тобто при інтервальних значеннях, неповноті та неточності даних, що дозволило виводити причинно-наслідкові структури рішень в істотно розширеному класі невизначеностей з урахуванням багатокритеріальності.

8. Дістала подальшого розвитку теорія і практика інженерії знань за рахунок використання запропонованого методу інженерії квантів знань для прийняття знанняорієнтованих рішень, який забезпечує значне розширення класу задач підтримки технологічних рішень, що ефективно вирішуються за умов t-невизначеності.

9. На базі використання обєктно-орієнтованого інструментального засобу Microsoft Visual Studio 2008 і розроблених моделей, методів і алгоритмів інженерії квантів знань створено прототип знанняорієнтованої інформаційної технології як ІСППР «Розцеховка». За допомогою ІСППР «Розцеховка» успішно вирішено тестові та реальні задачі вибору найліпшого технологічного процесу для НВП «ХАРТРОН-ПЛАНТ» ЛТД, а також експериментально підтверджено достовірність і ефективність теоретичних дисертаційних розробок. Створені ТРАКЗ-моделі, методи, алгоритми, методики й програмні засоби можуть бути використані в науково-дослідних, навчальних, комерційних і промислових організаціях для компютерної підтримки багатокритеріальних рішень технолога при виборі ТП в умовах t-невизначеності.

1. Сироджа И.Б. Автоматизация принятия решений при разработке межцеховых технологических маршрутов на приборостроительных предприятиях / И.Б. Сироджа, Г.А. Фролова // Бионика интеллекта. - 2006. - № 1 (64). - С. 56 - 58.

2. Фролова Г.А. Проектирование системы поддержки принятия решений в технологической подготовке производства на базе квантового подхода с применением методов системного моделирования / Г.А. Фролова, И.Б. Сироджа, И.Е. Россоха // Радіоелектронні і компютерні системи. - 2009. - № 1 (35). - С. 113 - 122.

3. Фролова Г.А. Проблемы организации интеллектуальной поддержки принятия решений в САПР ТП на мелкосерийных приборостроительных предприятиях / Г.А. Фролова // Бионика интеллекта. - 2009. - № 1 (70). - С. 120 - 126.

4. Сироджа И.Б. Многокритериальное принятие решений при разработке межцеховых технологических маршрутов средствами инженерии квантов знаний. Часть І. Постановка и метод решения многокритериальной задачи о назначениях «расцеховка» / И.Б. Сироджа, Г.А. Фролова // Авиационно-космическая техника и технология. - 2009. - № 3 (60). - С. 83 - 95.

5. Сироджа И.Б. Многокритериальное принятие решений при разработке межцеховых технологических маршрутов средствами инженерии квантов знаний. Часть ІІ. Производственная реализация многокритериальной задачи о назначениях «расцеховка» / И.Б. Сироджа, Г.А. Фролова // Авиационно-космическая техника и технология. - 2009. - № 4 (61). - С. 71 - 78.

6. Фролова Г.А. Знаниеориентированная поддержка принятия технологических решений при межцеховом объемно-календарном планировании на НПП «ХАРТРОН-ПЛАНТ» / Г.А. Фролова // «Інтегровані компютерні технології в машинобудуванні ІКТМ-2006»: тези доп. Міжнар. наук.-техн. конф. - Х., 2006. - С. 423.

7. Фролова Г.А. Исследование задач поддержки принятия решений при технологической подготовке производства на приборостроительных предприятиях/ Г.А. Фролова // «Сучасні проблеми гуманізації та гармонізації управління-2007»: матеріали 7-мої Міжнар. міждисциплінарної наук.-практ. школи-конф., 1 - 10 листопада 2007 р. - Х., 2007. - С. 253 - 254 .

8. Фролова Г.А. Исследование задачи поддержки принятия решений при межцеховом планировании производства на приборостроительных предприятиях/ Г.А. Фролова // «Інтегровані компютерні технології в машинобудуванні ІКТМ-2007»: тези доп. Міжнар. наук.-техн. конф. - Х., 2007. - С. 481.

9. Фролова Г.А. Проблема интеллектуальной поддержки принятия технологических решений при разработке расцеховок на мелкосерийных приборостроительных предприятиях / Г.А. Фролова // «Наукові дослідження - теорія та експеримент 2008»: матеріали IV Міжнар. наук.-практ. конф., 19 - 21 травня 2008 р. - П., 2008. - С. 39 - 43.

10. Фролова Г.А. Знаниеориентированная поддержка принятия решений при разработке межцеховых технологических маршрутов на приборостроительных предприятиях / Г.А. Фролова // «Системний аналіз та інформаційні технології»: матеріали Х Міжнар. наук.-техн. конф., Київ, 20 - 24 травня 2008 р. - К., 2008. - С. 265.

11. Фролова Г.А. Проблема создания базы знаний системы поддержки принятия решений при разработке технологических маршрутов на приборостроительных предприятиях / Г.А. Фролова // «Сучасні проблеми гуманізації та гармонізації управління-2008»: матеріали 8-мої Міжн. міждисциплінарної наук.-практ. школи-конф., 2 - 9 листопада 2008 р. - Х., 2008. - C. 289 - 290.

12. Фролова Г.А. Проектирование задачи поддержки принятия решений при разработке межцеховых технологических маршрутов с применением методов системного моделирования / Г.А. Фролова // «Інтегровані компютерні технології в машинобудуванні ІКТМ-2008»: тези доп. Міжнар. наук.-техн. конф. - Х., 2008. - С. 165.

13. Фролова Г.О. Застосування квантового методу для створення системи прийняття рішень у технологічній підготовці виробництва приладобудівельного підприємства / Г.О. Фролова, І.Б. Сіроджа // «Системний аналіз та інформаційні технології»: матеріали ХІ Міжнар. наук.-техн. конф., 26 - 30 травня 2009 р. - К., 2009. - C. 402.

14. Gallina Frolova. Method of multicriteria assignment problem solution in the technological route development by the tools of knowledge quantes engineering / Gallina Frolova, Igor’ Sirodzha// 4-th International Conference ACSN, November 9 - 11, 2009. - Lviv, 2009. - P. 130 - 134.

15. Фролова Г.А. Интеллектуальная система «Расцеховка» для поддержки принятия многокритериальных решений технолога при разработке технологических маршрутов на приборостроительных предприятиях / Г.А. Фролова // «Інтегровані компютерні технології в машинобудуванні ІКТМ-2009»: тези доп. Міжнар. наук.-техн. конф. - Х., 2009. - С. 69. знанняорієнтований рішення технологічний інженерія