автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Интеллектуализация информационного обеспечения управления эксплуатацией авиационной техники

er« ^ tf ü

шкжтерсгео ССРЛЗОРЛНИЯ УКРАШШ

ИГЕПСН11Я ИНСТИТУТ ШЕТПЕРОЗ ГРАЗДЫЮЕОЯ АВИАЩШ

lía правах руютякся

ПЕТРЛПЕВСШ Олег Льсаакч

Ш 629.7S5.CC3

!П!ТРЛЯЕКТУЛЛЙЗАЩ1Я ШПСРШШЙГОГО ОШЗСПЕЧЗНИЯ УГГРЛВЛЕШ2Э ЭЯСШУАГАЦКЕ! ЛЮЦКОШЮЯ ТЕХНИКИ

Опештьпость 05.22.14 - Эксплуатация воэдуппого

транспорта

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учопсЛ степени доктора технических наук

KJEB-1933

Работа выполнена на кафедре1эксплуатации и ремонта Сортового радиоэлектронного оборудования Киевского института инженеров гражданской авиации

. Научный консультант - ¡Заслуженный дгателъ науки и техники Украизш, доктор технических тук, профессор ИГНАТОВЕ А.

Офищшьнью оппоненты - доктор технических наук, профессор

Шхадочкин Е Л.

- доктор технических наук.профессор Сердюк Г. Б.

- доктор технических наук,профессор Черненко а С.

Еедувея организация - Украинское об'единение гражданской

авиации "Авиалинии Украины"

Ватта состоится £9 октября 1993 года в 10,00 часов на заседании специализированного совета Д 072.04.01 при Киевской институте инженеров гражданской авиации по адресу: 252058, Кн-ев-Б8, пр. Космонавта Комарова, 1.

С диссертацией ьожно ознакомиться в библиотеке Киевского института инженеров гражданской авиации.

Отзывы на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, высылаются по тому же адресу.

Автореферат разослан 26 сентября ¿693 года. Ученый секретарь

специализированного совета, 1и

доктор технических наук \ Н. Ф. Дмитриченко

ОБЩАЯ ХАРЛКТЕРИОТИКЛ РАБОТЫ

Актуальность темы. Научно-технический прогресс в гражданской авиации представляет собой комплексный процесс научных исследований, технического освоения и эксплуатации не ': эль ко современных и перспективных Бездушных судов, по и исследования с целью совершенствования непосредственно самой системы управления эксплуатацией авиационной техники (УЭ ЛТ). Основную роль в требованиях модернизации системы УЭ АТ сыграл переход на прогрессивную стратегию эксплуатации авиационной техники по состояния, что привело к актуализации анализа и синтеза информационной инфраструктуры эксплуатации ЛТ, составляющей неотъемлемую часть систеш ЗАТ. Эффективность управления процессами использования по назначению, технического обслуживания и рэмонта(ТОиГ) авиационной техники в значительной степени зависит от реализации информационного обеспечения (ИО) ЭАТ на основе рациональных методов информологии и теории эксплуатации АТ. Поэтому естественно требовать от системы КО,представляющей собой совокупность информационных носителей и находящихся в них семантических элементов информации о техническом состоянии и событиях эксплуатации авиационной техники, а такте методов, средств и процессов их формирования, передачи-, сбора, обработки, хранения, выдачи и использования, способности выполнять логико-аналитические и логико-синтетнчесгае операции по управлению ЗАТ превосходящие по сЕоей эффективности потенциальные еозможюсти каждого зксплуатанта АТ в отдельности. Методологическая основа подобного подхода к синтезу системы информационного обеспечения УЭ ЛТ лежит в области теории искусственного интеллекта, поскольку интеллектуализация информационных систем' позволяет использовать декларативные формы представления знании об области предметней деятельности, з частности, по управлению эксплуатацией авиационной техники. В совокупность взаимосвязанных методологических задач интеллектуализации информационных функций входят: определение классификационных признаков проектируемой системы информационного обеспечения, исходя из системной парадигмы ИО (опове^ательиая, сбсдумшакЕдя.сеге-тукцзя); построение концептуальных и формальных моделей г.ро-> блемны:; областей (ПО) УЭ АТ; классификация еидсз зг.гппП об областях предметной деятельности (СПД); структуризация баз концептуальных и фактуальних знаний интеллектуального информационного обсспечения(Ю'О) управления эксплуатацией азиацнонней техники па основе логико-лингвистических моделей и тгр:«шо.т;о-

гической систеш ИИО. В подобной постановке разработка методологической последовательности, позволяющей реализовать инженерные методы анализа и синтеза интеллектуального информационного обеспечения УЭ АТ, представляет собой научную проблему, имеющую важное теоретическое и практическое значение в развитии теории ЭЛТ и достижении эффективности эксплуатации Бездушного транспорта.

Цель работы заключается в разработке методологического подхода к анализу и синтезу систем информационного обеспечения управления эксплуатацией авиационной техники, определяемым системными парадигма).® оповецения, обслуживания или советования, в их' практической реализации ручного, автоматизированного или интеллектуального КО. Для достижения цели исследования потребовалось поставить и решить следующие задачи:

разработать принципы построения системы интеллектуального информационного обеспечения УЭ АТ;

выполнить содержательный анализ и идентификацию области предметной деятельности по управлению ЭЛТ;

оценить информационные потребности, возникающие в процессе УЭ ДТ, и разработать критерии репрезентативности НО;

теоретически обосновать .методику формализации проблемных областей УЭ АТ и информационного обеспечения;

выполнить идентификацию, построить концептуальные и формальные модели структурированных и слабоструктурированных процессов ОВД управления ЭЛТ;

разработать структуру баз концептуальных и фактуальних знаний проблемных областей УЭ АТ;

провести обобщение и представить вариант терминологической системы ИИО;

разработать инженерные методики реализации баз знаний интеллектуального МО конкретных областей предметной деятельности по УЭ авиационной техники.

Методы нослетюваний базируются на аппарате теорий искусственного интеллекта, концептуального проектирования, математической логики и логической семантики,' теории возможностей (нечетких множеств), имитационного моделирования.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые разработаны классификация информационного обеспечения УЭ АТ по признакам системности, автоматизации и интеллектуализации информационных функций, структура концепции интеллектуЕшизации ИО, метод функционально-структурной идентификации областей предметной деятельности УЭ АТ и ИО, метод синтеза логико-линг-

Биотических моделей структурированных к слабострукгурированных проблемных областей ЗАТ, классификация концептуального и фак-туального знаний ОЦД управления Етоплуатацией ЛТ, структура баз концептуального (КЗ) и (¡актуального знаний (ФЗ).

На основе |слассифккашш КО доказана перспекти: мость систем интеллектуального информационного обеспечения УЗ АТ и сформулирована проблема интеллектуализации КО. Для однозначного семантического подхода к термина» НЛО сделан ряд определений базовых понятий прагматики СПД УЗ АТ. Эмпирически оценено фушсциональное влияние информационного обеспечения на характеристики система эксплуатации авиационной техники. Разработай йетод концептуального отображения и формальной аппроксимации категорий систем УЭ АТ и ПО, на основе которого построены КМ я 411 элементов систем з виде неформальной и «¿сркальной аксиоматических теорий. Определены и формализованы проблемные области УЭ ЛТ, эпистемологические г,-одели категорий информационного обеспечения: процедур, элементов, структур, состояний и т. п.

3 дсгико-лннгьпстпческсй форме приставлены аксиому, теоремы и гипотезы процессов диагностирован:!! ЛТ, управления надежность» авиационной техники, послужившие основой для структурирования баз четких и нечетких знаний проблемных областей ЗАТ. Предложены критерии репрезентативности информационного обеспечения, разработаны аналитические выражкия для расчета этих по.'сазагелей. Полученные результаты послужили теоретической основой дли разработки декларативных и процедурных описаний процесса диагностирования АТ на примере авиадвигателя НК-3-2У в проду!сционном виде и в форме правильно построенных формул алгебры предикатов. С использованием нечетких логико-лингвистических моделей представлен суб'ективный алгоритм выбора стратегий ЗАТ по состоянию и проведено имитационное моделирование для оценш! действенности методологического подхода.

Совокупность результатов, полученных в диссертационной работе, может квалифицироваться как теоретическое обобщение раздела теории эксплуатации воэдушюго транспорта, позволившее решить крупную научную проблему по формированию методологии интеллектуализации информационного обеспечения управления эксплуатацией авиационной техники.

Практическая ценность работы заключается в возможности использования результатов как методологической последовательности разработки и исследования систем информационного обеспечения управления эксплуатацией авиационной техники с , различными .системными парадигмами (оповещения, о5олу.г::Еания, советовання).

Реализация результатов. Теоретические результаты, полученные в диссертационной работе, были использованы в процессе:

1. Разработки, внедрения, эксплуатации и модернизации:

информационного обеспечения подконтрольной эксплуатации

систем и изделий самолетов Ту-134А и Ту-154 по состоянию в авиационно-технических базах Еориспольского, Ленинградского и Рилского эксплуатационных предприятиях (ЗП) ГА;

автоматизированных систем информационного обеспечения процессов контроля и управления техническим состоянием авиадвигателей НК-6-2У на парке самолетов Ту-154 ЫГА;

системы интеллектуального информационного обеспечения комплексной методики оценки и регулировки параметров авиадвигателя Ш-8-2У в эксплуатации (И-О-Юб-в?) расчетно-советую-щего типа в авиациошю-техничэской Сазе Екатеринбургского БЛ

2. Разработки отраслевых документов:

регламента технического обслуживания авиационного и радиоэлектронного оборудования самолета Ту-134А., введенного в действие Указанием МГА от 25.12.80 Н 657/У;

"Методических рекомендаций по системе информационного (обеспечения деятельности лаборатории надезшости и технической диагностики АТБ", введенных в действие Указанием ЫГА от 6.11. 88 N 23.1.7-128, разделы;

2.1. Основные положения, термины и определения;

2.2. Порядок сбора, формализации, хранения и выдачи информации; ,

"Рекомендации (руководства) по организации контроля и диагностирования технического состояния самолета Лл-8б", утвержденного Глав УЭАТ ЫГА 7.05.89;

"Положим о комплексной системе диагностирования изделий АТ с применением обмена ий:[:; - .цией между эксплуатацией и ремонтом", введенного е дейсте:.г> Глаз УЭАТ ЫГА 12.12.88.

3.' Г-азработки технического задания на автоматизированную информационно-управляющую систему технической эксплуатации:.

самолетов Ту-204 в условиях ЦТОиР (утверждено 11.11.90);

самолетов Ан-218 (внедрено в АНГК им. 0. К. Антонова).

Суммарный подтвержденный экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работи, приходящийся на автора, составляет 491 тыс. рублей в ценах 1930 года.

Апробация работи. Основные положения работи докладывались и обсуждались на 2 Международной научно-технической конференции "Методы управления системной эффзктивностью функционировав

пия электрофицированных и пндотажю-навигацчонных комплексов" (Киев,1993), на Всесоюзной нау^шо-технической конференции (Б1ГГК) "Перспективы развития ¡¿этодов технической эксплуатации авиационной техники" (Киев,1979), на ЕНТК "Совершенствование методов технической эксплуатации авиационной техники (Киев,1904), на В1ГТК "Статистические изтоды в тсор::и передачи и преобразования информационных сигналов" (Киев,1S85), на БКГК "Повышение эффективности эксплуатации малин и оборудования на осиозе стандартизации" (Горький,1987), на ЕНГК "Нзтодолопи создания и спит эксплуатации АСУ в гражданской авиации" (Гига, 1SS7), на БНТК "Проблемы совершенствования процессов технической эксплуатации авиационной-техники, инпэнерно-авкационко-го обеспечения полетов в условиях ускорения научно-техническ-о-го прогресса'ЧМосква, 19S8), па Ззессюзном совещании "Пути дальнейшего совершенствования технической зкеплуатацти авиационной технкю!"(Шсква,198Э), на отрасли гей пзучно-технической конференции (OliTK) "Совершенствование методов обслуживания и ремонта авиационной техпшад'Ч Киев, 1987), на ОНТК "Системы информационного обеспечения эксплуатации авиационной технн-ки"(Киев,1988), на VIII Енутривузовской научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в инженерно-техническом обеспечении полетов ГА'Ч Москва, 1983), а тшего на восьми научно-технических семинарах, проводимых республиканским ломом экономической и научно-технической пропаганды (1982-91).

Публикации. По результатам исследований' диссертационной работы опубликовано и депонировано 31 статья и рукопись. Основное результаты содержатся в работах, приведенных в списке публикаций автореферата.

Структура и об'ем работы. Диссертация состоит из введения, шести глаз, заключения (что составляет 249 стр.основного текста, 67 стр.рисунков, 48 стр.таблиц), списка литературы (204 наименования) и приложений на 81 стр.

КРАТКОЕ СОдЕРЛАНйЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ содэргат общую характеристку проблемы, связанной с совершенствованием информационной ин^растругауры системы управления эксплуатацией авиационной техники, пути и лзторы се решения.

В ПЕРВОЯ ГЛАВЕ рассмотрены особенности проблем КО предг метной деятельности управления эксплуатацией айкацпгчшпй техники.

Переход к стратегии эксплуатации авиационной техники по состоянию, усложнившаяся элементная база изделий воздушных судов, високие- требовании-, к эффективности и экономичности системы УЭ АТ вызывают необходимость внедрения в практику новых форм информационного обеспечения - управления эксплуатацией АТ; реализуемых на базе современных методов и средств информационная технологии - автоматизации и интеллектуализации информационной инфраструктуры системы эксплуатации АТ. Актуальность и перспективность интеллектуализации Ю управления эксплуатацией ЛТ, под которой понимается процесс синтеза автоматизированного и ряда экспертных систем (по отдельным проблемным областям УЭ АТ), работающие во взаимодействии с эксплуатантами АТ с целью усиления их интеллектуальных возможностей, исходят из целей:

устранения дисбаланса мезду сложным, динамическим характером управления ЭАТ и .сокращающимися ресурсами времени на реализацию функций путем предоставления эксплуатанту АТ репрезентативного обеспечения -Керг1Й;

повышения профессиональных; интеллектуальных возможностей эксплуатанта АТ по управлению системой ЭАТ путем реализации экспертных систем его предметной-деятельности.

Сказанное порождает проблему разработки и исследования методологии интеллектуализации ИО. Это об'яснлется необходимостью решения всех эадач по интеллектуализации на единой, эффективной и верифицированной методологической.основе, охватывающей решение аадач штеыатико-экономического проектирования и аппаратно-программной реализации систем ШО при всем многообразии вариантов назначения и применения данных систем в практике управления эксплуатацией АТ. Общие подходы к рекению подобных проблем лежат в плоскости построения интеллектуальных систем общего назначения. Однако, конкретная предметная деятельность накладывает специфичные условия и порождает свою проблематику. Особенность системы УЭ АТ состоит в том, что она являясь сложной антропотехнической системой и обладая всеми присудими таким системам' свойствами имеет еще и индивидуальные, а именно:

значительность суб'ективных .факторов, в дня ¡одах на процессуальные характеристики системы эксплуатации АТ;'

отсутствие формальных моделей поведенческого плана суб'ектов ЭАТ;

отсутствие установившейся идеологии построения информационного обеспечения УЭ АТ ие только в части интеллектуализации

функций информационных процессов поддерйш управления системой, ко и в облпсГи автоматизации процедур трансформации данных в пространстве и времени;

высокая степень иерархичности суб'еетнЕиих процедур принятия решений (уровень гешиса, инкзнера, начальника "чеки, главного иияепера).

Отсюда исходят проблемы 2-го уровня,детализации: содержательного анализа и конкретизации области предметной деятельности (ОЩО; формализации выделенной ОПД в терминах УЭ АТ и КО; выделения слабоструктурировакных процедур управления эксплуатацией АТ на фоне сбкзго многообразия процессов УЭ ДТ; эффективной реализациииерархических баз знаний о системе управления ЭАТ как области предметной деятельности; верификация методологии интеллетушшэации . Конкретизация проблем дает основание поставить ряд задач, решение которых определяет методологические подходи к процессу кнтзллектушцсащш информационного обеспечения га АТ. Перечень задач составляет 10 основных и 12 подзадач разработки и иссслэдования методологии: вибор концепции интеллектуализации; оценка прагматических характеристик ОПД; выбор критериев. Карг1$ и др. Одной из нанбо-лее актуальных задач является синтез терминологической системы (ТС) интеллектуального информационного обеспечения. Предлагаемый вариант ТС создан на основе логико-понятийного принципа построения терминологических рядов в табличной фор!,га по объектам описания: общесистемные термина; терюши функционирования КО; термины элементной базы; термины топологка ИКС; процессуальные термины.

ВТОРАЯ ГЛАВА работы направлена на решение задач идентификации предметной деятельности и вербального описания проблемных областей управления эксплуатацией авиационной техники.

Б процессе идентификации предметной деятельности по УЗ АТ на первом этапе проведен анализ прагматической харакгеристгаш ОПД. Декларативное описание целей управления, пространств состояний и управляющих воздействий, перечень критериев эффективности системы УЭ АТ - дало возможность представить ¿злт в виде композиции семи ¡сонтуроз управления К;.: техническим состоянием АТ - К, ; надежностью АТ - Кг ; производственной деятельностью по ТОиР - К-5 ; использованием самолетов по назначению средствами ТОиР - К5 ; материально-техническим снабжением - Кб ; трудоеыш ресурсами - К7 . Используя вербальное описание контуров конкретизируются функциональные доминанты в ' контурах - в целом функции управленияЕ;, .функциональные газмпо-

центы - реализующие вадачн управления, и функциональные

процедуры Р^б^опредедшквде составные части задач управления эксплуатацией авиационной' техники.

Анализ предметной деятельности и конкретика пространства функционального описания ОВД позволяют синтезировать структуру контуров управления ЗАТ -¿"Щ. Еолее подробный анализ структур показал наличие возможных проблемных областей - ту сферу предметной деятельности эксплуатанта АТ, которая связана с эвристикой и где возникают проблемные ситуации (ПО). Результаты идентификации ВЗ, обозначим их показали: при

общем значительном перечне их можно аппроксимировать пятью проблемами с соответствующей логико-множественной интерпретацией. .

1. Проблема расг.ознаванШ1( диагностирования): к какому классу (кластеру) об'ектов (состояний, процессов, событий) принадлежит описыЕагмий наличной информацией I об'ект (состояние, процесс, событие) 1>п.С1)

, т=ип&. (1)

2. Проблема принятия решений каково пространство существования допустимых управляющих воздействий и, судя по имеющейся информации I , какое конкретное УВУР(1) применить для наиболее-эффективного управления У об'ектом с1£])„.

_-=_ т

РрУрШб^^У^б^; ^р,<(с,р> = ип^ (2)

3. Проблема планирования : в какой последовательности и с какой эффективностью"^ , соответственно временному периоду и информации о планируемой ситуации осуществлять действия Б;

^^{(^Л^ОДкЛСЦ)}; <и,к,5>«ипИ (з)

4. Проблема диспетчеризации : в какой последовательности, соответственно информации I о текуцей ситуации Ьт > выполнять работы и каких нежелательных ситуаций"1 Ь следует избежать

1 <т.пД>=апа (4)

б. Проблема распределенияР.^в соответствий с располагаемой информацией I . какому об'екту Вк , в каком об'еме УР и к какому моменту времени "Ц направить ресурсы

Р55^{1,8к,УрД» ЛКг}}, <1,»с,р.9>=ипЛ (Б)

К перечисленным ПС следует добавить и проблему информационного обеспечения, так как реализации практически всех функ-

ций Р^] , процедур и решений в ПС РЗ;, 1=4,5 базируются на информации, от ячества и количества которой зависит эф'естив-нозть решений в ГО.

6. Проблема информационного обеспеченияР^6: какой смысловой информацией ¿етСГ«), какого качества Zщ надо обесп^шть; клюш об'емом Ух£ , какую процедуру и к какому моменту

времени ^

Лэгико-многественныз отобралкния (1)...(6) даст основание интерпретировать решения в ПС функционально-структурни-ми терминами УЗ АТ инвариантно преднолагаем-ым проблемным области» -РЬ^. Наиболее целесообразно сделать это в графической формэ, например, для ПС фушщноналъио-структуриая организация (ССО) регания представлена на ркс. 1. Роль информационного обеспечения в анализируемых «30 ограничивайся обслу'таемой парадигмой. Имеющие место в ССО неоднократные обраий г:ия к КО, анализы текущей и ретроспективной информации, на основании которых осуществляется непосредственное решение в ПС, ставят задачу оценки и конкретизации информационных потребностей, возникающих у эксплуатантов АТ в процессе решений проблем Р&. Эта задача имеет два важных основания: в зависимости от потребностей организуются процедуры и определяется критерии, репрезентативности ИО; перечень потребностей эксплуатантов является составной частью описания управления ЭАТ. В работе выполнена классификация и даны определения для классификациошпи признаков, определяющих информацию 1^'Хт>к (текущая-ретроспективная, узкая-широкая по тематике, концептуальная-фактографическая и т. п.).

В отношении репрезентативности ИО управления эксплуатацией АТ принято следующее определение: Р2[>г1£ характеризует качество предоставляемой эксплуатаитам ЛТ информации и тикмает критерии оперативности и экономичности ИО , достоверности Д , полноты Л , однородности 0 и непрерывности Я информации Х;^™.«. Задача определения концептуального подхода к онешсо репрезентативности решается путем анализа аксиоматики механизмов парусе иия качества информации, трансформируемой в пространстве н времени.

Результаты идентификации области предметной деятельности по УЭ АТ позволяют перейти ¡г синтезу вербального описания проблемных областей(ГО) управления эксплуатацией АТ путем спи-' сания в виде неформальных е.ксинатических теорий РЬ]. К четырем обязательным спискам, совокупность которых образует не-

к.

Т'- Z S A S

J_L_Ul_Í

БД komypa. дении ЗА)

к Ь ¡8 i s í

аиалт ' данных

8 19 Mû DScMmu'óatóuyu lio U3 AT

i'cr."-] >s.le-¡

ОЗскснцсг,-

циЛЯ, tTpCvl

iu.Rx атакти . <аX вирй£лсчил I

JL

метаиели. уп.раВлени.к

Анали.1 п.ро£-лсмной са-Туаци-и.

фсркироЕа-Ние п^остра-

описаний. ПС

ППРп.0 ICOH-цггчции ijrt-po-WiiuS ЗЛТ

Лиали-i Т£«ч-U рсгро ан^Р^'О-Чии.

ПНР h-о f.-ра-rczita ynpaE ДЕНЦ.Я DAT

Ако.ли.3 TCVCS-илс-й. il ретр

ILHtpOfNUltilU

ППР ао ТО.К-Tiucc уараЬ. AG Ни. я ЗЛТ

•формира8а.ии.е За.прota к НО одаВленир ЗАТ

U

Акали.» uti^op нации и ошейка тактики уя раВлснчя

Нет

3-й <jроВень контурп Управления

УВ

Climes чпрйВ лающего êoj-

йййстбиЯ

Гиа. 1.Ф/»!кционально-стрт/ктурнпг организация решения проблемно?-ситуации - процесса принятия решений при УЭ АТ

формальную аксиоматическую теорию (КШ), г.т;;осятся неопределяемые термины - континуум сбп;епризн1шш>: аауч". .-технических и социальных понятий П.( , специализировапниэ термины - семанти-чзскиз формулиросгси прагматических понятий н информационного обеспечения система - Пг . Го есть, совокупность те-уннов Пс содержи понятия, устаксвленны-э терминологией ЭАТ и терминологической системой иго. Понятия Пм и Пссб'единяются в аксиомы Луи теоремы (доказуемые пыс;из1;ва'Н'.п)Те путем прккзкекия профессиональней лексипг! Les на основе опыта эксплуатации.

Так:?.! образом, вгрбагьная Форма описания проблемной области УЗ AT прэдставляет - собой нофзрмальиую &чсйс!<ахкчесгсугз теорию, ¿ишгвкстическн списывакщу» отсбрагание вида

7Л РЬ СП, Пе. Л.Г ,Те): ВХ Их С-Х Axi^V/-*- Р$ f (7) где доклртово произведение жожств: В - об'екгев AT; И -з'лс-плуатантов AT; G - млтерши&но-гехначгскях реслзсов; А - целей эксплуатации AT; Î3 - реализаций sm?opmiv«/"Horo обеспечения; V - структур управдеаяя ЗАТ, ставится г, соответствие декартовой cïensHiJ на »шожствз проблемных ситушш УЗ ЛТ

В качестве акспон выступал' де;страт;!2:".:е ояксавк очевидных (безусловных) ц урцвкалышх событий а состояний, рсагл-зуемых в процессе управления эксплуатацией авиационной техники, в качестве теорем. - условные н/илч эвристические процедуры ¿гст. 1Ьфсрмалын/е огакомлтичеекке теории позволяет вплотную приблизиться в формальному описанию проблемпгх ситуация, ко до этого следует рассмотреть и формализовать инф-

раструктуру ПО.

В ТРЕТЬЕГ; ГЛАВЗ рассматривается методология позероенич концептуальных моделей и формализации кнфюрк едконзого оЗеене-Ч2ИП.1 УЗ AT.

Сосрекзпньй подход к !п'4ор!гацкс:шс!»у УЗ AT

базируется на требованиях к КО каз: ¡'м'/^г^чг^юько"; семантической системе. Однако зпкетекология оем.ты ;?сксго подхода требует поднятия на уровень бззисно- •.ктлк'ното описания систем, и ке просто осшзш, а 4ч "ï rv; ■ < -a'tcir-iaTH'iccKoft увязки компонент сиетекы информацаоапо!-> <*с ч'п« чечил увравлз-К!1Я ЗДТ. вставленная задача рйкеп-ч l гс.м более

абстрактный уровень описания ОПД, который cf.u ню пазквзст концептуальные. Основой концептуального проектирования является процесс построения кенцептуачьных молвлен (КМ), целоегго списиагкгдцх системные, функциональные, структурные, критср;и алыше и прочее аспекты существования систем в пространстве и вреуспк. Переход от l'i! .к моделям, привычно испсльзуе!<ым в прс-

цессе моделирования систем, производится путем развертки концептов КМ для различных уровней описания ОВД: теоретико-множественного, мифологического, логико-семантического, аналитического и др.

Поставленная задача построения KU информационного обеспечения решается начиная ' о метамодели области предметной деятельности НО, которая представляет собой логико-мнокественное отображение информационной инфраструктуры системы эксплуатации AT в терминах и понятиях МО как вида деятельности в среде эксплуатации авиационной техники

(8)

где 01 - совокупность целей ИО; И - множество информационных процедур; CJ - множество информационных элементов; С ' структуры ИО управления AT; £ - совокупность информационных потоков; ölt - комплекс средств ИО; У - множество управляюацх воздействий для достижения репрезентативности КО.

Ыодедь (8) является наиболее общим концептуальным отображением I8AT 0!&1$$шЫ1формационного обеспечения - метамоделью. Интерпретация выполняется последовательной декомпозицией метамодели и подтверждением ее свойства концептуальиости на различных уровнях познания ' ОПД информационного обеспечения. То есть строятся КМ первичных об'ектов CZ&3S путём разЕертки многозначного отображения по каждому из составляющих концептов. Производится это методом интерпретации лексического Lex , семантического ¿em , синтаксическогоSyrit и прагматическогоРгад содержания категорий области предметной деятельности ИО. Шбор языка и формализмов отображения знаний об Ю, с целью представления их в виде воспринимаемом ЭВМ, сделан в пользу символического языка - языка математической логики, так как эта форма представления описаний ПО с помоиц,ю логики первого порядка (логики предикатов) лежит в основе практически всех методов представления знаний в системах искусственного интеллекта в качестве базовой платформы. Поскольку стоит задача синтеза формальной аксиоматической теории (ФАТ) информационного обеспечения УЭ ATThI2(äw),TO используя систему исчисления предикатов, построение ФАТ проблемных областей ИО производится присоединением аксиом этих областей к адекватной полной аксиоматической системе исчислений предикатов.

Эпистемологические уровни декомпозиции моделей информационного обеспечения не являются четко установленными, поэтому формально определим их следующим образом:

1-й уровень описания ОПД - декартово произведение базовых концептоэ кодвги, определяющие на даапем у^яче эпкстзммогии кластеры моделируемых об'ектов области предметной деятельности;

2-й уровень - раскрытие КМ мэтодои эамещешгя базовых кон- • цептоз их моделям. На этом уровне определяется конкрети 1 моделируемых об'ектов в границах ¡мастера к, как следствие, задается пространство существования или основные ограничения по базовым и входящим множествам. Итог - концептуальная модель изоморфная модели 1-го уровня описания в виде охобра-т^кий, концепты которых представлены на уровне агаюматичесгесс категорий - неопределяемых и специализированных терминов -Пн,Пе .

3-й уровень описания - результат развертки КН 2-го уровня путем определения синтаксиса функциональных, струстурпых, процедурных н других предгасатоп модели в виде формул атгебры прэ-дикатов, что превращает ее уяэ в фор:слы;уп модель (С.'!);

4-й уровень - поэлементно декомпозированная модель 3-го уровня в виде правильно построенных форхуя (ПП1), аппрскямиру-ещнх семантику понятий КО и представляете с сбой элементы формальной аксиоматической теории.

Логический анализ метакодели показал, что прагматика КО определяется системой более высокого порэдга. т. о. системой управления эксплуатацией АТ, декларативное списание гаэторой раскрмвает назначение информационного обеспечения формул/резкой: цель Ш зшшнается в предоставлении эксплуатанту АГ необходимой и оперативней информации о событиях л состояниях згапдуатацки авиационной техники з форке адекватной проблвшши ситуациям процессов управления ЭАТ. В это определение аюяэн смысл сб удовлетзорешш информационных потребностей зкеплуа-тантов АТ в течении заданного интервала времени. Кроне того, требование адекватности информации из устанавливает прагызта-ческув направленность Г путем указания проблемной сигуацвиРЗг о соответствующем контуре управления К4- . Таким образец, концепт могао представить в виде отображения

^»^РйМх^хт-^са, (9).

которое каждому 3-х элементному кортеяу стазиг<Р£;Оф?Д>в соответствие элемент (1601 , где - шюяестЕо информационных потребностей; "ЬбТ - универсум временных кнтервалоз. Приняв во внимание результаты анализа информационных потребностей проблемных ситуаций ЭАТ, можно концепт $ аппроксимировать Ш<

т-.Ь,;™.«*?^-?, ■ СЮ)

где I п " мпогество, определяющее стругауры ннформзцин в

глформациошшх потребностях эксплуатанта АТ; ^ - ушшер-

еуу семантики текста информационных запросов. Заменив концепт ^ Е (9) на выражение (10) и конкретизировав граничные показатели пространств состояний переменных по- . лучим составную концептуальную модель цели информационного обеспечения 2-го уровня познания

4Й?Ю<) *{Г,л«-.«^ ~> Я *Т01,

{4,2} , (11)

{"информационный запрос на естественном языкз(метаязыке)"}; •кеТс | С (чзсовЬ г (суток),.. .З-,

аеМ»^; К,« = 4,7; , й7},..., &ак,

где ак- элемент множества ЯС - цель Ш, заключающаяся в удовлетворении информационных потребностей р зксплуатанта дт, 'работающего над решением задач управления в проблемной ситуации в контуре К^ , с соблюдением требований по оперативности реализации потребности в КО. Проверка условий адекватности (УА) КМ (И) показала, что модель представляет собой мноагственную функциональную зависимость соблюдающую УА. Для перехода к <5.н! цели информационного обеспечения в виде правильно построенных формул логики предикатов, надо в области предметной деятельности КО - области ин-теряретацми теорвлТЫЙ идентифицировать и обозначить термы (константы, переменные, функции), функциональные и предикатные формы с присвоением каждому употреблению функции элемента нэ ОГШ и определением истинности значений атомарных йюрмул. Для этого сформулируем лексическое высказывание для ЗД, и в форме аксиом

"Каждая функциональная проблемная ситуация, каждая информационная потребность и каждый временной интервал реализации'ИО соответствует некоторой цели .информационного обеспечения УЭ АТ". "Каждая структура и каждая семантика необходимой информации соответствует некоторой информационной .потребности".

Введем обозначения и определим истинностные значения: переменные; т функция; } термы;

(?с.)*=т "является ОС ";

у) г? " сс соответствует у "; предикаты;

"ос и у соответствует г "; ^(ж.у.г.ш)-; " Ж и у и2 соответствует и- ";

"является информационной потребностью"; (12)

(а) ¡^"является целью ИО";

информации н семантике, текста запроса соответствует ия- атомзрныэ

форкациокная потребность"; формулы

¿МОар^'проблешюЛ ситуации, инфляционной (ли. еры) потребности, временному интервалу соответствует цель КО"; -

УрзКк^За^СР^СК^.рЛ.а) ,

Тогда 1.ех(4!5(')п виде ППФ выразится следуюэдм образом

Аналогично

¥112(#(<г)&Я(г)~*-Эр&<<Л1,г,р)) (И)

Практически во всех системах искусственного интеллеста знания, относящиеся к проблемной области, делятся на ахсиомы я теоремы. Формально аксиомы представляются в виде дизьшктоз, а теоремы - в виде формул, содержащих импликации. Тогда задачи доказательств новых теорем из аксиом (фактов) и известных тео-реы (правил) заключается в установлении выводимости кзЛ^ и Та методом резолюций формул, отобрагаюаих некоторые вопросы (цели). Руководствуясь методкютй преобразований ППФ, представим формулы (13) и (14) в виде дизъюнктов Хор.ча. . ^рг^^Р^о-О^СРЖ^-'^^^^у^КР^С^У.Р^.^ (15) ^гЗрОЯАО^Сз^ЗДх.ъ.р», <16)

Так как была принята система семантических понятий как первичная, а затем произведена их формаияацил, в отличие от метода начального построения синтаксиса .логической системы,- а затем ее семантической интерпретации, то диз'шкгы (15) и (16) будут представлять собой модели 3-го уровня эпистемологии .

. Заменой и (11) на последовательно записанные (1Б) и (16) получается формальная модель 4-го уровня познания. При формировании па основами и ии подобным) базы знаний проблемных областей ПО реализуется кон' гастиЕвая система продукций или кон' юктнзная семантическая сеть. Аналогично концепту ЗД метамодели (б), пользуясь предложенный методом концептуализации-формализации моделей, в работе построены концептуальные и формальные модели вссх составляющих мзтаиодели .

В ЧЕТВЕРТСЯ ГЛАВК рассмотрены принципы-построения и фукгс-циснально-структурная организация автоматизированного информационного обеспечения управления эксплуатацией аЕпацдашсй техники. 15

Автоматизация информационного обеспечения - это процесс применения матеыатико-эконошческих методов и технических средств для сокращения участия зксплуатанта АТ в рутинных, ручных процессах получения, преобразования и использования информации о техническом состоянии (ТС), процессах обслуживания и использования авиационной техники по назначена» Проблема автоматизации 110 заключается в необходимости создания эффективной автоматизированной системы информационной поддержи: процессов управления ЭЛТ. Речь идет о формировании методами и средствами автоматизации информационной инфраструктуры как осиовы интеллектуальной информационной среды ЭЛТ. Роль информационного ресурса процессов УЭ АТ повышается в первую очередь автоматизацией КО, а затем усиливается инт е- лле кту ализ аци е й информационного обеспечения. Еще один фактор способствует анализу £С0 и оптимальному синтезу функционально-структурной орга-ш:згщш АКО -это неизбежность появления на первых порах интеллектуализации информационного обеспечения УЭ АТ вначительного количества изолированных, невзаимосвязанных экспертных систем. При этом возникнут проблемы неоднородного и. избыточного представления баз фагауальных данных (БД) ИИО. .

Главная^ цель автоматизации КО состоит в повышении эффективности управления процессами ЭАТ на основе использования автоматизированных методов и средств получения, преобразования и использования информации. Основная цель состоит из отдельных подцелей, в качестве которых назовем решение следующих задач:

создание методологии, охватывающей решение проблем проектирования и аппаратурно-программной реализации систем автоматизированного НО при всем мюгообразии вариантов создания, и назначения систем;

реализация информационного обеспечения в режиме опережения реального масштаба времени для достижения временного ре. эерва в процессе принятия реиений (1ШР) по нештатным событиям УЭ АТ;'

использование в процессе 110 рационального сочетания автоматизированных и ручных методов получения, преобразования и использования информации при соблюдении принципа документирования юридической ответственности зксплуатанта АТ;

достижение экономичности проектирования, реализации и последующего функционирования автоматизированного ИО при соблюдении высоких показателей эффективности этих процессов.

Концептуальные основы методологии автоматизации Ш ун-

равлешга ЭЛТ '. содержат, наряду с требованиями, совокупность принципов построения автоматизированных систем информационного обеспечения (ЛСИО), реализация которых дает возмомюсть удовлетворить принятие требования. В пакет требований входят условия обеспечения: целостности АСИО; наличия свойств расширения функций AJ10; способности к управлению элементами информационной технологии; обладания гибкой организацией системного и пршиадного программного обеспечения и др. Реализация перо-численных требований осуществляется соблюдением в процессе ма-теыатюсо-экономлческого проектирования и аппаратно-программной реализации АСНО четырех групп принципов сорлрчия систем: системной целостности автоматизированного Ш УЭ ЛТ; пространсгвепно-времэнной направленности ЛСИО; функционально-структурной организации автоматизированного

ИО,

аппаратно-программного обеспечения АСИО. При утилитарном подходе к проблеме автоматизации 110 закономерно появление, вариантов функционально-структурной организации AI10, отличавшихся друг от друга структурной степенью ав-тсматизации(об'емом)функциональных информационных процедуре Iffl) ü. Кроме того, независиш от функциональной целесообразности автоматизации информационных процедур, возникает вариантность 5С0, с завиеяезя от 'распределения ЯП по конкретны:! устройствам комплегаа технических средств (КТО) А1!0 автоматизирующих отдельные процедуры или группы RA4C. Особенно это проявляется при композиции ИП и распределении • их по вычислительным наметам - 3B1L Способствует разнообразий вариантов такта применение локальных и глобальных вычислительных сетей АИО, автоматизация ряда ИП путем применения радиоканалов передачи циф; ровых данных по линии "земля-воздух-зевдя" (устройства "Арлекин" или "Цифра"), переносных индивидуальных радиотерминшюв, табло коллективного пользования и т. п. Кноговариаятасзти 5CQ соответствует различие в значениях критериев Reprlä, что сказывается, в конечном итоге, на сбсрй гйе!гг;!Ености эксплуатации авиационной техники. Следовательно эгкекокерпз задача кгтнмаль-ного выбора варианта -Vi,v«,rj ( i - номер CCOgfci); к°4,!1, М- максимальное количество ЭВМ; lj - номер веркаята; j - nouep группы вариантов), под которым понимается однозначная структура взаимодействия групп и/или единичных озтоатизпрованнух и пеавтоматизи^ванных функционалыш процедур ПО, распределенных по устройствам КТС автоматизированного КО и/ила исполнителям.

Концептуальная постановка задачи оптимизации КО информационного обеспечения представляет собой модель в виде отображения' шю.тества вариантов организации КО на множество оценок и выбор некоторых изТ/^цд, позволяющих достичь оптимальных вна-чекий параметров системы УЗ АТ, фушщконируедзй на базе КО

ё\Г (17)

На примере К(Кг)- 110 управления надежностью ЛТ, формальная модель оптимизации 3-го уровня познания может быть выражена так ¿С:5ттс^(сЦ) УС ¿(¿^Сад&т0"Сс1£)» т,;Ш & & (18) где ^(¿¿¿¡¿ЬУ текущий и контрольный уровни затрат на техническое обслуживание (ТО) изделий АТ -<АС ;

--аналогичные уровня наработки на отказ сЦ ; - оперативность ш-го блока вариантак,^ 110 и базового варианта ИО (ручней реализации 15(ВК>(<<.)) ); 2,?, ,2 - аналогичные значения экономичности вариантов ИО.

Б работе, исходя из теоретико-множественной модели (17) и условий (18). конкретизированы.аналитические выражения, предложена методика я получены численные результаты. Оптимизация «ЕСО автоматизированного информационного обеспечения УЗ АТ позволяет при различных возможностях па приобретение средств вычислительной техники получать оценку оперативности АИО (прямая аадача), и наоборот» при необходимости достижения заданной оперативности ЛИО определять потребности в кс:глекее технических средств (обратная задача оптимизации).

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ выполнен синтез догико-лингвистических моделей и представлены результаты ¡шитационкого моделирования баз знаний проблемных областей управления эксплуатацией АТ.

Логико-лингвистическая модель (ЛЛМ), отображающая фраг-ЬсШТ знания о системе УЗ АТ, представляет собой дуальную композицию декларативного определения и логической формы представления данного -фрагмента знания. Учитывая логически основу представления знаний, в процессе формализации.знаний о Проблемных областях УЭ АТ применяется метод концептуализации-формализации моделей, улаз апробированный при построении КМ и <Ш информационного обеспечения. . Этому способствует и должца предшествовать кластеризация и классификация видов четей-- концептуальных (КЗ) и фактуальных знаний (<КЗ), которые проводятся путем анализа и стратификации эпистемологических атрибутов понятийной системы предметной деятельности га АТ в границах проблемных областей.

В работе-дани определения всех видов КЗ и СО на примера проблемной ситуации РЗ, синтезированы ЛЛМ применительно к процессу диагностирования- авиадвигателя (АД) Ш-8-2У самолета Ту-154. Так теорема регулирования агретага НР-8-2УО имеет сле-

Если разность

ил!1йпт4д=(пт4-Пс"И1>0,5при , то отрегули-

1«ех(Те^) ^ кровать агрегат'ИР-а-2УС винтом-Н-2 до получения величины 0,57„прис4в= Ю5в н полокэшм рычага перестройки рзгамов агрегата в позиции "работа"

Для подтверждения действенности методики построения ЛШ1 рассмотрена другая область предметной деяте.^чостн по УЗ АТ -область управления надежность» АТ. Итоговые модели, с целью упрощения семантического восприятия, даны в виде декларативных формализмов ЕСЛИ-ТО адекватных, с одной стороны, относэшшм импликац"и логики предикатов, а с другой - продукционным правилам. Логические части ЛЛМ, как и преаде, являются ПШ> алгебры предметов, например

текущий этап - анализ информации по полной выборке (парку) обьекта с!

основное количество объектов (г70£) имеют нараоот-ки во второй половине назначенного ресурса отказы объектов с1 в эксплуатации являются следствием конструктивно-производственных причин отказы элементов носят внезапны;! характер применение 1ША для оцешл ТС не воз молю не позволяет определить предотказнов состояние объекта с1

нарушений стационарной работы объектов й нет (перестановки изделий отсутствуют) экстремальных реяшов работы объектов с! не зарегистрировано

влияний других изделий АТ на работу объектов с! нет доработок, бюллетеней, конструктивных изменений обьектов ¿1 не производилось

изменение уровня надежности обьекта <1 является следствием процессов старения АТ и надо пересмотреть в сторону уменьшения

то

ЕСЛИ 1)

И 2)

и' 3)

и 4)

и 5)

или

и б)

II 7)

и 8)

и 9)

ТО

4) тетОкС^нСсО.+бт^-'^^«^ Б) %, V ЙА1 ПА)Ут С?25(1СПЛ,

6) & */с(3!ЛА1С3< (с1,ЛЛ{)£'

7) ЪЧигЮчр^и^АЪЬ

8) &Ус{|"3 ¿*(с1, е 4 Ь ЛЯФ с1 -1 <3*4 (а«, йлВ а

9) бтО.СЛ.Ш^^Ы.Б) V <?4<сис,Л-».

<т0 са) 8» ¿та (<*) =т„ -т„ (а) & с, (лт0 „

о , , М «Ы)fcTn.ni.Cd) &Т0 (в.Л1)-Та1А

ЧЬет- ас - нрименено^-работа с1 в экстремальных условиях.

При моделировании проблемных ситуаций и использовании ЛШ в базах знаний, происходит отражение реальных событий и состояний в термы сигнатуры предикатов, которые в итоге принимает значения из четкого бинарного множества С0,13, Одна!» в реальной обстановке качество используемой информации далеко от требуемых уровней показателей репрезентативности ИО, что приводит к необходимости привлечения в процессе синтеза и использования логико-лингвистических моделей УЭ АТ понятий и математического аппарата теории нечетких множеств (Ш) Л Заде.

Б качестве примера нечеткой ИЗ (НПО) примем проблемную ситуации, возиикаадую при выборе концепц',ш эксплуатации АТ по техническое состоянт 1!а рисунке 2 показан субъективный алгоритм принятия реиеяий, состоящий из операций, отображаемых в виде выражишй бинарной четкой логик:!. Однако анализ ПС показывает, что реальная эпистемология проблемы лежит в сфере ии-гозкачной, нечеткой логики (НЛ). Поскольку теоретической базой логических операций с категориями "возможность" и "необходимость" является математический аппарат теории возможностей на основе аксиоматики НИ, то поставим задачу создания модели нечеткой проблемной ситуации , порождаемой алгоритмом, покаянным на рисунке 1 в среде Ш.__

Представши четкие гипотезы. Т^К*,14 5Кг в виде нечетких, то есть в виде лингвистических переменных, начинающихся со слов "возможность" или "необходимость", имеющих одинаковые теры-множества (ТМ) с соответствующими обозначениями функций

принадлежности (ФЩ термов, например, ____

Значение ЛП ГИПОТЕЗА4= <,9 , К= 4,5

Несущественна (НВ шп. НН).......

малая ' (НВ или ЫЩ . .'..... Л1*«.*

средняя ; (СВ или СН) . ...... ^¡л

большая (ЕВ или ЕЩ . . '. . . /1<чл

предельная (ПВ или ПН) . ......

Анализ нечеткого алгоритма' субьективного ППР показывает

Рис. 2

хчдао^к ГсайОО*

ТсаК»«?» Г

Алгоритм субъективной процедуры принятия решений по Выбору концепции эксплуатации АТ по техническому'состоянии

;Зн-1 - знание о неисправностях изделия(агрегата) АТ; ;Зл-Р - знание о'внешшвс проявлениях отказов в полете; г3.ч-3 - знание о влиянии неисправностей АТ на полет ЕС; ;Зн-4 - знание о корректирующих действиях еяипсха ЕС в полете; . .

1 - возмолность влияния неисправности на работу системы;

2 - возможность выявления неисправности в полете;

3 - возможность нейтрализации неисправности в полете;

4 - необходимость немедленного прекращения полета;

5 - возможность влияния неисправности на регулярность полетов;

6 - необходимость зависимости интенсивности потока отказов от наработки иэдели'П;

7 - необходимость контроля параметров изделий АТ;

8 - возможность контроля параметров изделий АТ; .

9 - возможность влияния неисправности на безопасность полетов ЕС °

ТОиН - Эксплуатация АТ при ТО' с контролем надежности; ТОКИ - Эксплуатация АТ при ТО с контролем параметров; ТОН - Ркспл.уатация АТ при ТО по наработке ?Л

ирасуюгЕие 2-й сходной лингвистической переменной, для кгидой операций ИД соотрзтетвукмай - на рисунке 2 они обозначены обобщенно как Понятие ¡знания обширно и во многом та та субъективно. Сузим данную категорию до смысла информации, сна мо/«т быть \v-jii субъективной - личные знания эксперта (эгяплуат&нха АТ), ™ак и объективной - икФогмаипощюе обеспечение Ш. Поэтому гипотезы 14 ^,Гс ^ 1представлены в виде лингвистических переменных с одинаковыми 'Ш и соответствующими СП _

Значение ЛП ШГОРМАЦШ ¡л>Г<.;1й(!<;>),ЫА

«■¿репрезентативна . (НР)............№гс,;

сре;;нерепрезентативна.(СР)............Я-и,*

ззисокорелреаентативка (ВС)......

¿входными ЛЛ для логических операторов нечеткого алгоритма (НА) лллйгея нечеткие лингвистические переменные, представленные ь В!!;;э гппотезкГг^ длят.и НЛ, имеющей на выходе структурную

входом )г -го логического оператора 11А и гипотез Гц РОд/^ Г^И&л/,йзканчпвакздкся условным выводом о возможности эксплуатации изделия по соответствующей стратегии ЭАТ по состоянию: ЁЯачскял данных ЛП - ВЕТВЬ НА 'ЦС 0,5=^9)и ВЬШОД НА Г ( Г--(/Л) соЬйЗДаог с Д53 переменных КШОГЕЗА 3 - Конкретизация лннгвпети-ческ',:'/; пс-ременных, их значений и наличие НА позволяют синтезировать нечеткие ТЛ1 (ШШ!).

Концептуальной основой правил нечеткого условного логического вывода является правило отделения пюс!из ропепз (сокращенно - гр).

ЕСЛИ (сА~>/:>) истинно и истинно ТО истшпга. Вместе с тем, методологической основой подобней формализации является комлоэшиошюе правило, представ ленное в виде • Предпосылка 1: ЕСЛИ сс есть А ТО есть В Предпозылю 2: ссесть Л'

Следствие : «(сстьВ*, где А, Л' - лингвистические конструкции, отобрагазш? Ш в упа-. версумехС; В, В-' - аналогично -.в универсуме£У. С-целью получения логического следствия, предпосылки 1 и 2 приводятся к бинарному нечеткому отношению (НО)Г<(А|Сз-).Лг(^)! II унарному НО [^(^.(х)) .

Для формирования НО • используем условное логическое предложение (ГШ) типа ' ^ ^ ^

d eüде однсг.о логического предложения, как реализации 1ИЛН е/Я,: ШЛИ ШКОРМАЦШ 1 есть II? и ГИПОТЕЗА 1 есть № ТО ЕЕТЕЬ НА 1,5 есть МИ (20)

Имитационное моделирование нечеткого вывода ггр, по условному логическому предложения связывающего ЛП с составными термами расширенного терм-мнояестпа, выполняется путем раепл'решп ТН за счгт семантического применения базовых лингвистических аерэмзшш совместно с шдифпотораии ОЧЕНЬ, БОЛЕВ 1Ш1 ИEESE и др., и квантизаторами МНОГО, НШЮГО и -т. л.

Для моделирования взят один из вариантов ПЯ образованного доставшая термами с использованием семан'лнш соответствил 12.1 и их смысла

с;Кг : ЕСЛИ ШЙОРМАЦИЯ 1 есть ОЧЕНЬ Н? 1

ii ГИПОТЕЗА 1 есть БОЛЕЕ ИЛИ МЕНЕЕ !дВ - (21) ТО ВЕТВЬ на 1,5 есть неизвестно J ^ ^

^ Используя найденные значения И! нечетких множеств I; ffl, Хг,;,*0 учетом семантики образования новых значений лингвистических переменных путем применения кодификаторов М(СЧШЬе1О=С0М(Сч)= , xeST - концентрация IL4;

!•!(БОЛЕЕ ИЛИ МЕНЕЕ сг.х ) DILCca)={(MCl(x))°'7cc - рзстякение IM меню записать Sc

jfi3 : ЕСЛИ ШТСРЫАЦИЯ 1 есть ОЧЕНЬ HP 1

И С ГИПОТЕЗА 1 есть БОЛЕЕ ИЛИ МЕНЕЕ ÜB V (22) ТО ВЕТВЬ НА 1,5 есть ЧУТЬ ЛУЧШЕ, ЧЕМ НН J Имитационно моделирование по остальным ветвям и логическим операторам НА выбора стратегии TSC AT проводится аналогично изложиной методике с учетом принципа действия вложенных условных нечетких лингвистических предложений.

В 11ЕСТ0Я ГЛАВЕ представлены результаты практической реализации систем информационного обеспечения управления эксплуатацией AT.

Непосредственным стимулом для анализа и синтеза информационного обеспечения послужили работы по переводу AT на стратегию эксплуатации по техническому состоянию (ТЭС). Разработка стратегии ТЭС AT базируется на анализе ретроспективной информации, собранной и зафиксированной в условиях действия оповестительной парадигмы ИО :сак совокупности информационных процедур. Но реализация TS0 азиационней техшиш уж требует обслуживающей парадигмы информационного обеспечения как системы. Это было впервые осуществлено в процессе разработки и подконтрольной эксплуатации (ПЭ) самолетов Ту-134А и Ту-154 с ' техническим обслугаванием по регламенту, испольэуюдему элемзп-

tu ТЭС AT, в 1979-1983 голах в АТБ Борисиольского, Ленинградского и Рижского эксплуатационных предприятий (БП).

Принятая СИО позволила добиться высоких показателей Repris -û = С 0. 8,1.0], Л = СО. 95,1. О], О- С 0.7,0.85), N"=[0.65,0.95], чго напрямую определяет эффективность периодических анализов надежности издел: й, эксплуатируемых по состоянию с ТОКН. Созданная для ПЭ система информационного обеспечения дала возможность достиг высоких вначений оперативности Ю -Q (fF= 0. £ч) и экономичности 2 , так как опираясь на традиционные карто^л учета неисправностей AT, следовало привлечь 4-6 специалистов для достижения значений критериев ReprlS эквивалентным получаемым в рамках СЯО двумя специалистами.

Положительные результаты ПЭ и апробации системы информационного обеспечения привели к возможности распространения опк.а технической эксплуатации по сое топни» АиРЗО самолетов Ту-134А и Ту-154 на парк этих воздушных судов МГА путем разработки и внедрения регламента ТО и методических рекомендаций по СШ. Основные выводы, сделанные по итогам внедрения системы информационного обеспечения, базирующейся на ручных методах реализации Iffl, были сконцентрированы вокруг тезисов о:

правильности методологического подхода к ИО, как прагматической системе в целом,и в тоже время являющейся подсистемой общей системы ЭАТ;

необходимости расиирзния сферы применения подобного подхода к КО эксплуатации других типов самолетов, а также во взаимоотношениях ЭП и ремонтных предприятий;

целесообразности унификации и стандартизации структур, элементов, процедур и потоков информации в раисах . единой системы информационного обеспечения;

необходимости, па основе инвариантных информационных процедур, автоматизировать трудоемкие., рутинные КП по трансформации информационных элементов в пространстве и времени, реали-вовав тем самым обслукивашую парадигму СЯО.

Одним из первых объектов AT, оценка ТС которого била реализована на основе автоматизированного информационного обеспечения; являлся -авиадвигатель (АД) НК-В-2У самолетов Ту-154. Процесс оцент технического состояния и регулировки АД, после определенной наработки (налета) Т(, 6{3û0tc± 30л.ч.},|{*Щ производился по параметрам, зарегистрированным при наземных испытаниях АД, методикой ручных Вычислений. Отсюда следовал ряд негативных факторов, в итоге приводящий к неадекватной оценке ТС ТРДД: отсутствие оперативного и объективного контроля точности

регистрации параметров; "вечный" дефицит времени, отводимого на оценку ТС (ОТО); расчет математических зависимостей с помощью микрокалькулятора с неизбемгыми ошибками, низкой точностью и достоверностью вычислений.

Поэтому закономерной была разработка автоматизированного информационного обеспечения . процесса управления техническим состоянием АЛ в соответствии с методикой МТ-0032-76 (лист ут-верздэния: 509.113274.23312-01-ЛУ), реализованного в 1985 году а АТБ Еориспольстого ОАО и в последующем году внедренного в 12-ти АТБ ЭП Министерства гражданской авиации.

. Использование ЗВМ в составе АКО позволило достичь значении достоверности и полноты, используемой при ОТО информации, практически равных единице, что говорит о высокой репрезентативности КО. Вслед за методикой LT-G031-76, АЛО готорой введено в действие бюллетенем N Б-755ВЭ, была автоматизирована методика )!Т-0300-8б контроля параметров номинального и взлетного режимов работы двигателя 1Ж-8-2У с использованием полетной информации, АСИО-Е80.113274. 23312-02-ЛУ И Б89. М3274. 23312-05- ЛУ введены в действие бюллетенями М Б-851БЭ и Н Б-902БЗ. Созданное для нее информационное обеспечение характерно расширением номенклатуры параметров, используемых для ОТС АЛ- В структуре AHO, данный факт отражен функционапьными процедурами КО, реализация которцу осуществляется использованием бортовой системы 15СРП-64 (сбор, кодирование и хранение параметров работы АД в полете) и наземной системы "Луч-84" (расшифровка и анализ полетной информации). Обслуживающая парадигмз AI'.O, осуществляется априорной идентификацией технического состояния АД и выдачей заключения о целесообразности или нет выполнения полной программы опробования работы двигателя при ТО самолета

Практический опыт, полученный в процессе создания, внедрения и эксплуатации автоматизированного информационного обеспечения управления ТС авиадвигателей, оценка эффективности работы других систем АЛО, использующих позадачный подход к организации информационной инфраструктуры УЭ АТ, позволили сделать ряд выводов о перспективе дальнейших теоретических и практических исследований, путях реализаций систем ИО.

Первый вывод был порожден системной парадигмой АИО - информационное обслуживание в конечном итоге оставляет эксплуа-танта АТ один на один с блокомлшформации (численной и/или смысловой), инженерный анализ которой долкен дать ему ответы на вопросы: какое состояние АТ, что делать в данном случае при ТО и как делать (технология)? При этом многократно возникают

проблемные ситуации распознавания (диагностирования) и

принятия решений, качество решения которых сильно зависит от теоретических знаний и практического опыта зксплуатанта АТ, наличия или отсутствия факторов, способствующих процессу принятия решений (ППР). Второй вывод определяется недостатками позадачного подхода к автоматизации СЮ - необходима комплексность информационного обеспечения, взаимосвязь отдельных подсистем на уровне передачи как первичной, так и вторичной информации. Реализация информационно-вычислительных сетей ЗЕЧ (локальных, региональных, глобальных) позволяют создать комплексную систему информационного обеспечения УЭ АТ, естестьен-но, преодолев свои трудности организационного и технического плана. Третий вывод сделан в отношении необходимости создания, исследования к верификации методологических основ проектирования информационного обеспечения УЭ. АТ - основ, которые содержали бы концепции и принципы построения информационного обеспечения в широком диапазоне его реализации - ст ИО на базе ручных операций, автоматизированных сио и заканчивая интеллектуальным информационным обеспечением УЭ АТ.

Использование методологии интеллектуализации, разработанной и исследованной в настоящей работе, позволило на базе АИО комплекса методик ЬТ-ОЗОО-бб и 1Я-0406-87 создать и уже длительное время эксплуатировать интеллектуальное ЙО управления техническим состоянием авиадвигателей НК-8-2У раечетио-совету-гсшего типа Эта система позволяет осуществлять управление ТС АЛ путем текущей оценки ТС и выдачи управляющих воздействий в виде совета о необходимости регулировок двигателя.

Интеллектуализация ИО комплекса методик позволяет осуществлять просмотр и контроль за механизмом логико-математического вывода, моделирование всех практически возникающих проблемных ситуаций диагностирования и принятия решений процесса управления техническим состоянием авиадвигателя, а также эффективное обучение инженерно-технического персонала, эксплуатирующего двигатель НК-В-2У. В качестве вывода следует ска-вать, что ИИО обладает в полной мере советующей системной парадигмой, являющейся наиболее эффективной, на данный к.омзнт развития информационной инфраструктуры УЭ АТ.

Остановимся на концептуальных основах реализации .'интеллектуального информационного обеспечения СТЭ самолета Ап-218, которые формировались и закладывались на этапе эскизного проекта ВС. Первым-концептуальным положением ИО уЭ самолета стала идея интеграции наземной и бортовой информационно-управляющей

систем из основе единого информационного отображения 01Щ по управления эксплуатацией самолета Целесообразность такого подхода к НО УЭ ЛГ была высказана давно, но ее реализация практически была невыполнима на современных самолетах Ту-154, Ил-65,Як-42 и др.

Вторам концептуальным принципом стал принцип интеллектуализации как наземной, так и бортовой части автоматизированной информационно-управляющей системы АИУС-218. Следует подчеркнуть, что система АНУС-218 одна - с двумя частями: наземной (АИУС-Н)и Сортовой (АИУС-В), информационная совместимость которая долина быть абсолютной.

Реализация электронной библиотеки (ЗГ) на борту самолета Лн-218 планируется на основе использования лазерного видео- ' диета с ебьемом памяти 720 Мб. Такой значительный обьем памяти позволит ввести в состав ЭВ, в качестве ее разделов , техническую документацию на самолет, нормативные материалы и т.п. Целесообразно каждый раздел представить в виде условно-постоянной части - БЗ, состоящей из метазнания И В ;, i и предметных знаний , а также условно-переменной части - БД, содержащей текущие и ретроспективные данные по семантика раздела 3R

Предлагаемое построение ЭБ позволит реализовать три разновидности ИИО эксплуатации самолета Ан-218: . интеллектуальную информационно-поисковую систему (îffiC) R3; , экспертные системы Н^ и гибридные 30 &ЕДе.Интеллектуализация JfflC представляет собой естественноязычную систему поиска и выдачи пользователю необходимого ему раздела ЭВ со всеми сервисными вариантами: поиск по термину, обозначению, закладка страниц и т.п.

Основная трудность будет заключаться в реализации Eij и Экспертные системы являются в значительно большей мере, декларативными в описании ОПД, логико-лингвистические модели которых еще предстоит создавать. Гибридные ЗС представляют собой логико^-расчетные системы, у которых интерпретация результатов численных расчетов осуществляется декларативным способом.

В итоге верификация методологических аспектов ИО - подтверждение предлагаемых теоретических предпосылок и полученных результатов исследований практическими результатами - осуществлена на этапах разработки, исследования, эксплуатации и модернизации систем информационного обеспечения управления эксплуатацией авиационной техники различного поколения - от ИО, использующего ручные методы реализации, до проектируемого интеллектуал: юго 110, предназначенного для перспективных ВС, через реализованное автоматизированное информационное обеспечение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы заключается в следующем:

1. Кетодологически обоснована, на основе анализа эволюции системной парадигмы информационной инфраструктуры ЭАТ, необходимость и актуальность интеллектуализации информационного обеспечения, конкретизирована проблематика исследований и разработаны принципы построения систем интеллектуального КО управления эксплуатацией авиационной техники.

2. Предложен метод идентификации предметной деятельности по УЗ AT, включающий анализ прагматики ОПД, синтез функционального и структурного описаний, детализацию проблемных ситуаций управления эксплуатацией авиационной техники, с целью реализации вербального системного описания реальных процессов для последующей формализации декларативного отражения проблемных областей ЭАТ в рамках интеллектуального НО.

3. Сформулирован и теоретически обоснован метод концептуализации и формализации компанент информационного обеспечения на основе теоретико-множественного отображения информационной инфраструктуры ЭАТ и развертки концептов ыетамодсли ИО путем интерпретации лэтеическэго, семантического, синтаксического и прагматического их содержания на различных _ уровнях познания, позволяйся строить эпистемологические модели категорий области предметной деятельности информационного обеспечения.

4. Определены принципы построения и функционально-структурной организации автоматизированного информационного обеспечения УЗ ' AT в основу которых положена комплексность автоматизации структурированных информационных процессов поддержки ЭАТ и реализация фактографических баз данных о событиях ЭАТ и состоянии авиационной техники, являющихся базисом для интеллектуализации Ш управления эксплуатацией AT.

5. Предложен метод синтеза логико-лингвистических моделей ИО управления эксплуатацией AT на ЬсноЕе композиции декларативных описаний и логических форм представления знаний'об ОПД с цельр построения баз концептуальных и фактуальных знаний интел-лект'ального информационного обеспечения УЭ AT.

6. Разработана классификация видов концептуальных и фактуальных знаний, lau: атрибутов эпистемологии области предметной деятельности УЭ AT, в основу которой положи тезис о делении категорий знания на кластеры и классы, позволяющие структурировать базы КЗ и 50 интеллектуального ИО.

7. По!сазана возможность синтеза логико-лингвистических моделей прсблэшшх областей ОПД управлении эксплуатацией АТ из базе аксиоматики нечетких множеств, что дозволяет учесть слабо-структурировашшо процессы принятия решений по управлению ЗАТ, неопределенность субъективных знаний экспертоз-зкс-плуатантов АТ

непрезентативность информационного обеспечения.

8. Предложен метод анализа адегаатности четких и нечетких логико-лингвистических моделей ПО реальным процессам управления эксплуатацией авиационной техники на основе' имитационного моделирования баз знаний, в том числе с эпистемологической и информационной неопределенностью, с целью определения действенности методологического подхода к синтезу Л.1М 1! НЛЕ1

3. Разработан вариант терминологической системы интеллектуального информационного'обеспечения УЗ АТ, в основу которой положен логико-понятийный принцип формирования терминологических ' рядов, позволяющих организовать однозначно семантические коммуникативные прсцессц м;аду специалистами в области САТ и специалистами : э информационным системам.

10. Представлена верификация методологических аспектов разработки, исследования, внедрения и эксплуатации систем ин-форюционного обеспечения УЗ АТ, реализованных в практике ЭП (ИО эксплуатации изделий самолетов Ту-134А и Ту-15-1, АИО оценки и ре19лировки параметров авиадвигателя 1Ш-8-2У, ИиО управления техническим состоянием авиадвигателя ПК-В-2У раечетно-советувщего типа, концепция реализации ИИО системы УЗ самолетов Ту-204 и Ан-218), на базе системных парадигм оповещения, обслуживания и советывания, теоретических положений и практических рекомендаций диссертационной работы.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. ПЕТРАШЕЕСКЗШ О. Л. Концепция управления техническим состоянием авиационной техники на основе автоматизированных сис 'ем принятия решений//Автоматигировап!!Ы9 системы управления процессом технической эксплуатации авиационной техники: Сб. науч. Тр. -Киев: 1ИИГЛ.1988. -С. 95-99.

2. ПЕТРАШЕВСКЮ1 О. Л. Экспертные системы управления техническим состоянием ТРДЦ в эксплуатации/^ксплуатациснная надежность авиационных Г?Д: Сб, науч. тр. -Глев: Ю1КГА, 1288. -С. 94-99.

3. ПЕТРАНЕВСКИЯ О. Л. Структура автоматизированной экспертной информационно-управляющей системы технической эксплуатации са-

ыолетов Ту-204//Компьютерние системы диагностирования авиационной техники: Шлзуз. сб. науч. тр. -Рига: РКИИГА,1989. -С. 46-52.

4. ИЕТРЛКЕВСККЙ О. JL Методологические аспекты проблемы автоматизации информационного обеспечения технического обслуживания авиационной техники//Кошыотеризация производства в гражданской авиации:; :эжвуз. сб. науч. тр. -Рига: РКИИГА, 1S88. -С. 131-135

5. ГЕТРАНЕВСКИЙ О. JL Классификация систем информационного обеспечения технической эксплуатации авиационной техни-ки//Адш1Тивние системы технической эксплуатации авиационного оборудования: Сб. науч. тр. -Киев: ШАГА, 1989. -С. 110-116.

6. .lETFABEBCIiM О. Л. Нодель базы знаний гибридной экспертной системы диагностирования турбореактивных двигателей на основе сетей Потрн/Д?зтоды и средства контроля технического состояния аака дьягате лей: Сб. кауч. тр. -Киев: КИИГА, 1980. -С. 136-139.

7. 1ЛЗТРЛШЕБСКИЙ О. Л. Прагматические характеристики и понятия методологии автоматизации информационного обеспечения технической эксплуатации авиационной техник1://Совершенствоваш!е методов эксплуатации наземных средств радиотехнического обеспечения полетов и УВД: Сб. науч. тр.-Киев: КНИГА, 1990. -С. 49-53.

8. ПЕТРАНЕВСКИЙ О. Л. Информационное обеспечение технической эксплуатации авиационной технкки//СоверщенствоЕание методов технической эксплуатации авиационной техники. Тез. докл. Всеесга. научн. -технич. конф. -Киев: /КИИГА, 1984. -С. 141-146.

9. ПЕТРАШ5ВСКИЯ О. Л. Терминологическая система информационного обеспечения технической эксплуатации авиационной техники по состоянию. -М. : ЩШ1 град, авиации, £еп. Н213га-Д84,1984. -19с.

10. ПЕТРДШЕВСКИЙ О. Л. Принципы аппзртурно-программного обеспечения автоматизированной информационно-управляющей - системы технической эксплуатации самолета Ту-204//Сб. науч. тр. Н29Э. -Е : ГосКИИГА, 1991. -С. 24-29.

11. ПЕТРАШЕВСКШ1 0. Л. Регрессионные модели и вероятностный анализ информационного обеспечения технической эксплуатации воздушных судов//Вопросы оптимального обслуживания и ремонта АиРЗО воздушных судов ГА: Сб. науч. тр. -lineв: КНИГА, 1985. -С. 64-67.

12. 11ЕТРАШЕВСКИЯ О. Л. Оптимизация структуры автоматизированного информационного обеспечения технической эксплуатации воздушных судов по состояш!п//Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов, Тез. докл. Бсесоюз. научн. -техн. конф. г Киев: КИИГА, 1985. -С. 57

13. ПЕТРАШЗВСШЙ О. Л. Информационное обеспечение технического обслуживания авиационной техники по состоянию. Автореф. дисс. канд. тех. наук. -И.: МИИГА, 1S86. -22с.

14. ЛЕТРАШЕВСКИЙ О. Л. Автоматизированное информационное обеспечение процесса оценки техническог состоянии ТРДД в эксплуатации//Проблемы оптимизации системы диагностирования авиационной техники: Сб. науч. тр. -Киев: КШГА.1986Ю-С. 88-91.

15. ПЕТ РАНЕВСКИЙ 0.Л. Оптимизация вариантов организационных структур информационного обеспечения технического обслуживания авиационной техники по состояпию//Нонтроль и управление техническим состоянием АиРЭО воздушных судов ГА: Сб. науч. тр. - Киев: КНИГА, 1986. -С. 70-76.

16.' ПЕТРАШЕБСКИЯ 0. л. Методология автоматизации информационного обеспечения технического обслуживания авиационной техники// Методология создания и опыт эксплуатации АСУ в ГА. Тез. дога. Всесоюз. научно-техн. к ;нф. -Рига: РКИКГА, 1987. -С. 255-255.

17. ПЕТРАШЕБСКИЯ О. Л. Статистичес1сая сцен"" критериев репрезентативности информационного обеспечения технического сбслу -кивания авиационной техники//Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов. Тез. чаш. Всесоюз. научн. -техн. копф. - Киев- Львов: КНИГА-ЛГУ, 1988. - С. 70-71.

18. ИГНАТОВ В. А., ПЕТРАШЕБСКИЯ О. Л. Междисциплинарная методология информационного обеспечения технической эксплуатации авиационной техники. -Киев: Знание, 1930. -19с.

19. ПЕТРАШЗ^РКЯЙ О. Л. , РЕЗНОВ А. А. Построение и исследование моделей информационных систем // Контроль и диагностирование АИРЭО воздушных судов ГА: Сб. науч. тр. -Киев: КИИГА, 1984. -С. 54-57.

20. ПЕТРАШЕБСКИЯ 0. Л., ГИЛЛЕР В. 11 Регламент технического обслуживания самолетов типа Ту-134. Часть а АнРЭО (периодические формы). -М.: Воздушный транспорт, 1932. -67с.

21. ПЕТРА1ЭШКГ.Я 0. Л. , ГОРБАПОВСКИЯ В. Б. , СЕМЕНОВА Т. А. и др. Комплексная автоматизированная система контроля и управления техническим состоянием турбореактивных двухконтурных двигателей ПК-8-2У В эксплуатацш]//Информационный листок ВДНХ СССР. -)1:1ЩТИ ГА, 1986. -2с.

22. ПЕТРАШЕБСКИЯ О. Л. , ШПИЛЬМАН Р. М. Алгоритм автоматизированной оценки и управления техническим состоянием двигателей Д-30 //Техническая эксплуатация воздушных судов ГА: Сб. науч. тр.-М.: ГосШШ ГА, вып. N275,1988.-0.24-29.

23. ПЕТ РАНЕВСКИЙ О. .1 , ЯМПОЛЬСКПЛ В. И. , АШИХИН Ю. Г. И др. Мэ-тодические рекомендации по системе информационного обеспечения деятельности таборатории (производственного участка) надежности и технической диагностики авпашюнно-гехнич.'екой базы: Оснопнне г,•>;ння, тапминн и п-.рля"" ^ор-

модизации, хранения и выдачи информации. -Н. : ЫГА, 19S8. -4Вс.

24. ПЕТРАШ2ВСКИЙ 0. JL , ПАУК С. И. , РЫБИН R С. Стандартизация информационного обеспечения технического обслуживания авиационной техники по состояншз//Повы1шниэ эффективности эксплуатации шаин и оборудования на основе стандартизации. Тез. докл. Бсесовз. научн. -техн. конф. -Горький: 1SB7. -С. 135-136.

25. ПЕТРАШЕВСКИЙ 0. Л., ТРЕГУБЕНКО И. Е Идентификация и вербальное описание проблемных областей эксплуатации авиационной техники//Ыетоды -управления системной эффективностью функционирования электрифицированных и ПНК Tes. докл. 2-й Мекдунар. научи. -техн. конф.-Киев: 1S93. - С. 70-71.

Подписано -в печать 27.09.03. Формат 60x64/16. Бумага типографская. Сфсетная-печать. Усл.-тф.-отт. •d. Усл.печ.л. I,bo. Уч.-изд.л. 2,0. Тираж 100 якз. ВЗХЭЭ ? 20Г-1. Цена . Изд. !' 424/li.

Издательство КНИГА. .'

252053. Киев-58, проспект Космонавта Комарова,!.