автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Конфликтые ситуации в автоматизированных многономенклатурных производствах и методика их разрешения

На правах рукописи

Г "и од

ТЕРПЕШЕВ Михаил Добрев

КОНФЛИКТНЫЕ СИТУАЦИИ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ МНОГОНОМЕНКЛАТУРНЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ И МЕТОДИКА ИХ РАЗРЕШЕНИЯ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1998

Работа выполнена в Московском государственном технологическом университете "СТАНКИН"

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Митрофанов В.Г.

Научный консультант - кандидат технических наук,

доцент Червяков Л.М.

Официальные опоненты: - доктор технических наук,

профессор Курочкин Е.П.

- кандидат технических наук, доцент Брюханов В.Н

Ведущее предприятие: - Институт конструкторско-

технологической информатики Российской академии наук (ИКТИ РАН)

Защита состоится .. мая 1998 года в .. час. На заседании

диссертационного Совета К 063.42.04 при МГТУ "СТАНКИН"

по адресу 101472, ГСП, Москва, К55, Вадковский пер., д.За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ

"СТАНКИН".

Автореферат разослан .. апреля 1998 года.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., доцент

Горшков А.Ф.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Потребности общества в конце 20 века требуют производства разнообразной и высокотехнологичной продукции, произведенной с максимальным качеством. Эти потребности неизменно приводят к усложнению производственных систем, к необходимости контролировать весь производственный процесс, который рассматривается как единая система от маркетинга до реализации готовой продукции. Несмотря на значительные успехи достигнутые в автоматизации процессов и управления производственными системами многономенклатурного производства в машиностроении, деятельность человека в системе создания продукции, изменяясь качественно, не меняется в отношении важности для осуществления процесса производства. Это утверждение особенно верно для случаев разрешения конфликтных ситуаций, возникающих в автоматизированных производствах. Человека в этих случаях невозможно или не рационально заменять. В то же время эффективность решений по преодолению конфликтных ситуации сильно зависима от субъективных факторов, связанных со способностью и квалификацией персонала автоматизированной системы. В результате степень готовности большинства систем не превышает 86% (данные более 60 систем МСВ Германия). Высокая стоимость автоматизированных производственных систем и количество уже реализованных определяет актуальность исследования конфликтных ситуаций в автоматизированных производственных системах и создания методики для получения программного инструмента поддержки решения по преодолению конфликтных ситуаций. Разработка подобного инструментария позволит не только увеличить эффективность решений персонала, но и обеспечить сохранение знаний существующего персонала, которые можно использовать на период обучения новых кадров в случае необходимости.

Цель работы: Установить причинно - следственные связи возникновения конфликтных ситуаций и повысить эффективность использования

автоматизированных многономенклатурных производств на базе систем разрешения этих ситуаций.

Для этого исследовать конфликтные ситуации, выделить знания и информацию, используемые для принятия решения по преодолению конфликтных ситуаций, и разработать методику создания системы поддержки решения в таких ситуациях.

Методы исследования. Теоретические исследования конфликтных ситуаций основаны на теории сложных систем, теории ситуационного управления; при разработке методики использовались положения в области искусственного интеллекта. Научная новизна:

• выявлены компоненты конфликтных ситуаций, их взаимообусловленность, их информационное отображение;

• установлены закономерности развития конфликтных ситуаций и их влияние на производственную систему;

• сформирована иерархическая конфликтно ситуационная модель автоматизированных производственных многономенклатурных систем; определены связи между ее элементами;

• разработаны теоретические положения лежащие в основе построения систем разрешения конфликтных ситуаций.

Практическая ценность. Разработана методика извлечения и представления знаний, необходимых для разрешения конфликтных ситуаций, содержащая принципиальные положения по разработке экспертных систем. Для проверки эффективности методики, согласно ее положениям созданы элементы программного обеспечения для реальной функционирующей системы на предприятии "ЗММ" (Болгария).

Реализация работы. Результаты работы приняты к внедрению на фирме "ЗММ" (Болгария).

Апробация работы. Результаты работы докладывались и были одобрены на кафедрах "Технология машиностроения" и "Автоматизация

технологических процессов" в течении 1989-1992 г., а также опубликованы в материалах XI и XII научных конференций болгарских аспирантов в СССР 1989-1990 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 печатных работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит страниц 138, включая 14 рисунков и 10 таблиц, список литературы из 89 наименований и приложения.

Основное содержание работы.

Во введении обоснована актуальность работы и дана ее общая характеристика.

В первой главе сделан обзор автоматизированных систем многономенклатурного производства. Дан анализ их возникновения, развития и актуальности как функций потребностей современного рынка машиностроительной продукции. Сделан анализ структуры автоматизированных систем многономенклатурного производства (АСМП), и выявлена основная технологическая направленность этих систем. Сделан анализ степени использования АСМП. Проведенный анализ существующих систем и решений позволил установить следующее.

1. АСМП обладают гибкостью, которая позволяет более полно отвечать изменениям рынка, в отличие от "жестких" производств. При этом гибкость может быть тактической и стратегической. Тактическая гибкость характеризует адаптивные свойства оборудования при неизменных производственно-технологических функциях, а стратегическая гибкость оценивает возможности оборудования при изменении указанных функций. Гибкость имеет свою цену, отражающую усложнение производственной системы в целом и производственного оборудования в частности, что ставит перед гибкими производствами следующее требование - высокая эффективность. При одинаковом уровне развития

технологий в гибком и "жестком" производствах повышение эффективности гибкого производства может быть получено за счет улучшения коэффициента фактического использования станка.

2. Несмотря на многообразие конструктивных и организационных решений АСМП большинство систем можно рассматривать как функциональные автоматы, состоящие из материально-производственной части (объекта управления) и системы управления. При этом следует различать автоматизированную систему управления технологическими процессами (АСУ ТП) и АСУ материальными, энергетическими и информационными потоками. Целью функционирования АСУ ТП является повышение эффективности выполнения технологического процесса в соответствии с принятым критерием управления. АСУ ТП вырабатывает управляющие воздействия в реальном масштабе времени и обеспечивает сбор оперативной и достоверной информации для других частей АСУ. АСУ материальными потоками решает специфичные задачи планирования и управления. В ходе планирования она определяет маршруты производства продукции и согласует необходимые ресурсы для его осуществления.

3. Наиболее распространенными системами АСМП являются системы механической обработки резанием (свыше 85% описанных систем), в основе которых лежат станки лезвийной механической обработки с ЧПУ (токарные, токарно-фрезерные, обрабатывающие центры).

4. Степень адаптивности АСМП, с которой она справляется с возникшими отклонениями, связана с живучестью системы и эффективностью (робастностью) правил принятия решений, заложенных в системе управления. При этом существуют ситуации (конфликтные ситуации), в которых АСМП не может продолжить нормальное функционирование без привлечения внешних ресурсов для разрешения конфликтной ситуации (КС). Минимальная необходимая составляющая для анализа КС и принятия (а часто и для реализации) решения по преодолению КС является человек-эксперт. Результатом этого свойства АСМП является отказ от

"безлюдного производства", субъективность результатов при разрешении КС, низкое использование системы (80% от технически возможного).

Вышеизложенное позволяет сказать, что несмотря на большой прогресс в области создании и эксплуатации АСМП задача разрешения КС остается нерешенным субъективным фактором в управлении АСМП, что подтверждает актуальность задачи. Автоматизация этой задачи позволит снизить время реакции персонала на КС и повысить эффективность их решений.

Одним из наиболее перспективных направлений автоматизации решения задачи является создание систем поддержки решений, концентрирующих в себе знания, необходимые персоналу для эффективного разрешения КС. Экспертные системы и "инженерия знаний" как направление в искусственном интеллекте предоставляют программный инструментарий и методологию для сохранения знаний. Эти интерактивные программные системы моделируют работу человека, выполняющего роль эксперта.

На основе вышеизложенного сформулированы основные задачи работы.

1. Выявить компоненты конфликтных ситуаций, их взаимообусловленность, их информационное отображение. - 2. Сформировать иерархическую конфликтно ситуационную модель автоматизированных производственных многономенклатурных систем, и определить связи между ее элементами.

3. Установить закономерности развития конфликтных ситуаций и их влияние на систему.

4. Разработать принципиальные положения по построению системы разрешения конфликтных ситуаций.

5. Разработать методику извлечения и представления знаний, необходимых для разрешения конфликтных ситуаций.

Во второй главе рассматриваются КС в АСМП их составляющие и процесс разрешения КС. Опыт эксплуатации существующих систем

позволяет выделить техническую и организационную готовность к функционированию АСМП.

На техническую готовность основное влияние оказывают исполнительные устройства АСМП и приводы (40-50% случаев). Главным источником отказов являются неполадки в области электрооборудования как результат отказа выключателей, контактов и измерительных систем. В области гидравлических и пневматических узлов (10% случаев) это прежде всего дефекты в цилиндрах, вентилях, приводах и резьбовых соединениях. В механической части (30% случаев) неполадки вызываются износами и случаются относительно равномерно. Причина отказа здесь кроется как в истечении срока механической службы, так и в загрязнении узлов. Неполадки в числовом программном управлении возникают сравнительно редко (здесь данные в различных источниках значительно различаются в зависимости от географии источников от 2% до 15%).

Систематический анализ простоев основного оборудования показывает наличие простоев, не связанных с технической готовностью системы. Нередко, несмотря на высокую техническую готовность системы, получаем лишь 80%. Это меньше той производительности, которая считается теоретически возможной для данной системы. Слабые места в организации (как недостаточное количество рабочих мест для наладки и складирования, транспортных тележек и т.п.) вызывают снижение степени использования АСМП. В качестве примера можно привести график наблюдений за системой КОЬВ на "ЗММ" София. Наблюдения проводились в течении 1го месяца (рис. 1.). Бросается в глаза, что к началу смены оборудование часто не готово к работе, что вызвано чаще всего неполадками, которые происходили в редуцированную (без ремонтного персонала и технологов) смену. Если обеспечить полный состав персонала, такие простои можно ликвидировать. При этом более 50% простоев по техническим причинам были продолжительностью менее 15 минут и быстро устранялись персоналом. При этом 40% помех являлись следствием конструктивного решения системы, были известны персоналу и легко

устранялись. За период наблюдения наибольший по продолжительности простой системы (9.5 часов) зафиксирован по организационным причинам -оператор ожидал технолога для решений, связанных с продолжением обработки.

Рис. 1. График наблюдений простоев

Приведенный пример и информация из литературных источников позволяют нам утверждать, что КС имеют три основные составляющие: техническую, технологическую и организационную (рис. 2.). Техническую компоненту составляют отказы технических средств АСМП, разрегулирование механизмов, программные сбои и повреждения, обнаруженные диагностичной системой АСМП. К технологической компоненте мы относим проблемы при базировании обрабатываемых деталей, их обработке, браку продукции. К организационной компоненте относятся все причины (кроме технологических), мешающие системе функционировать при ее технической готовности. Компоненты КС влияют друг на друга, могут вызывать друг друга, но наиболее общим развитием

КС является: техническая компонента технологическая компонента -> организационная. При этом КС динамична по времени, при локальной технической компоненте ее организационная может охватить всю АСМП.

Рис.2 Структура КС

КС в АСМП считается разрешенной в момент, когда система начинает снова выполнять свое техническое предназначение согласно составленному расписанию. При этом возможны три способа разрешения КС:

1. система может использовать свой внутренний ресурс -дублирующий элемент;

2. на систему может быть оказано влияние из окружающей среды путем замены и/или ремонта элемента, вызывающего КС;

3. система может произвести временное изменение свойств, исключив (если это возможно) из своего состава элемент - причину КС.

Из всех трех способов только первый частично может быть произведен без приостановки функционирования системы и автоматически (если это заложено в управляющих алгоритмах системы). Воздействие и способ его реализации выбираются автоматически или лицом, принимающим решения (как правило, оператором). При этом персонал системы, чаще всего рассматриваемый как неотемлимая часть системы,

имеет преимущество перед АСУ, так как энергетически и (частично) информационно независим от состояния системы и является своеобразной надсистемой. Принимаемые персоналом решения при этом находятся в сильной зависимости от знаний, опыта и его состояния, что приводит к различным (не всегда оптимальным) решениям сходных ситуаций.

Деятельность человека-оператора (диспетчера) является ключевой для разрешения КС. При этом можно выделить следующие стадии действия диспетчера:

• сигнализация о КС - при ней диспетчер через АСУ системы или через собственные органы осязания (слух - наличие или отсутствие определенного шума, зрение - включение аварийных ламп или нетипичные световые эффекты, обоняние - сильный запах горелого) получает информацию о том, что в системе произошла КС;

• идентификация (локализация) КС - через АСУ или собственное осязание диспетчер определяет какую часть системы охватывает КС;

• анализ КС - через диагностичные возможности оборудования и собственное осязание диспетчер определяет причину КС;

• принятие решения по разрешению КС - диспетчер намечает комплекс управляющих воздействий на систему с целью восстановление нормального функционирования системы;

• реализация решения.

От степени эффективности принятого диспетчером решения зависит скорость разрешения КС. Скорость разрешения КС важна для системы, так как КС как комплексное явление обладает динамикой по времени и может охватить новые части системы и парализовать ее деятельность в целом. После локализации КС диспетчер кроме сенсорной информации (как информационный ресурс для разрешения КС) пользуется накопленными знаниями. Если проблема находится в специфичной зоне знаний - в технологии обработки, осуществляемой в АСМП или в области электроавтоматики, то диспетчер неизбежно привлекает к анализу КС специалистов по соответствующим областям (технологов-программистов,

электронщиков и т.п.). В случае необходимости диспетчер связывается с создателями соответствующего оборудования. С выяснением причины и возможных поражений системы от КС и на основании имеющихся у него информации о задачах, приоритетах и ресурсах системы диспетчер принимает решение о воздействии на систему по одному из упомянутых уже способов. В зависимости от того, какую часть системы охватывает КС, диспетчеру приходится принимать решение не только по привлечению ресурсов в АСМП для разрешения КС (дополнительный персонал, резервные узлы и части, инструмент и т.д.), но и по изменению графика работ АСМП (перепланирование и т.п.), а также, в случае необходимости, и изменения режима работы АСМП (к примеру, отказ от автоматического транспорта заготовок или инструмента). Критериями эффективности и правильности решения диспетчера являются время разрешения КС и степень отклонения параметров АСМП от требуемых. К сожалению оба критерия чаще всего, не поддаются предварительному точному прогнозированию, и диспетчер действует на основании собственного опыта. При разрешении однотипных КС в различных объектах персонал принимает различные решения.

В третьей главе разработана методика построения системы, помогающей персоналу разрешить конфликтную ситуацию. Основываясь на общей схеме разработки экспертных систем (ЭС) (рис. 3), каждому этапу разработки дана конкретизация в области управления АСМП.

Особое внимание уделено подбору экспертов, требованиям к состоянию АСМП для успешного приложения методики и процессу построения информационной модели проблемной области.

На этапе идентификации ЭС определяется: задача системы -разрешить КС (дать совет диспетчеру АСМП или управляющую команду АСУ АСМП для разрешения КС); основные пользователи системы - звено диспетчирования АСМП, АСУ АСМП. При определении ресурсов знаний, которые должны быть заложены в систему, выделены две ясно

разграниченные группы источников знаний. В первую входят эксперты высокой квалификации - диспетчеры с большим опытом, системные специалисты, разрабатывающие основы создания АСМП и управления АСМП, специалисты по теории управления, по организации производства, в области технологии машиностроения и в области искусственного интеллекта (ИИ). Во вторую группу входят эксперты - разработчики конкретной АСМП, для которой создается система разрешения КС. Их цель конкретизация модели АСМП с описанием структуры и всех видов связи, описанием особенностей конкретных конструктивных, организационных и технологических решений, применяемых в конкретной АСМП. Привлеченные к работе над ЭС эксперты должны отвечать следующим требованиям:

ЭС

Рис. 3. Этапы разработки ЭС

• являться "действительными" экспертами - в реальной жизни решать проблемы, по которым консультируют создателей системы;

• быть "доступными" - иметь возможность уделять регулярно время разработчикам системы;

• из всего множества экспертов, привлеченных к работе над системой, хотя бы один должен быть экспертом (не обязательно "глубоким") по всей проблемной области;

• иметь способность просто и ясно излагать свои методы и идеи;

• быть заинтересованными в разработке ЭС.

Для успешной реализации ЭС необходимо иметь определенность в предметной области, где будет действовать ЭС. Для этого ставится в качестве условия к АСМП, КС которой ЭС будет разрешать, чтобы она находилась в эксплуатации или в конечной стадии реализации. Подобное состояние АСМП гарантирует нам:

• определенность целей системы (как всей системы, так и отдельных ее частей);

• определенность структуры системы (как всей системы, так и ее составляющих);

• определенность функционирования системы (организационные, технические и информационные решения для достижения целей системы);

• высокую степень определенности ресурсов системы (какие ресурсы потребляет или преобразует);

• определенность АСУ АСМП, информации и структур данных, оперируемых ею.

Производственная система, для которой разрабатывается ЭС, для успешного приложения метода должна отвечать следующим условиям:

• иметь определенные границы - для успешного разграничения частей и процессов непосредственно производственной системы от окружающей среды;

• иметь некоторую структурную и организационно-технологическую статичность - в противном случае построение модели производственной системы средствами ЭС практически невозможно;

• обладать "целесообразным" функционированием - действовать согласно определенным правилам и логикам, не требуя для функционирования принятия только эвристических и интуитивных решений.

При концептуализации использованы исследования КС, проделанные во второй главе.

На этапе формализации выбираем модель представления знаний по разрешению КС. Исходя из сложности решаемой проблемы пришлось иметь дело с комбинацией логических (псевдофизические логики) и эвристических (продукционные правила) моделей представления знаний. Процесс приобретения знаний важен и сложен. Важность процесса обусловлена тем, что качество и эффективность ЭС при решении задач определяются качеством и количеством используемых ею знаний. Сложность приобретения обусловлена двумя основными обстоятельствами - объемом знаний, используемых экспертом, и тем, что знания не полностью осознаются экспертом. В процессе приобретения знаний следует различать приобретение базовых понятий и приобретение правил - при приобретении новых правил используется известный тип структур, выражаемый в терминах известного набора базовых понятий; при приобретении новых базовых понятий приходится иметь дело с разнообразными структурами данных, каждая из которых предъявляет особые требования. Процесс приобретения знаний продолжается до момента в который экспертная система может провести консультацию (не обязательно охватывая все возможные случаи) в проблемной области, сопоставимую с консультацией экспертов. Приобретение знаний можно представить в виде следующей схемы (рис.4.).

Знания эксперта на этапе выполнения вносятся в базу знаний инженером по знаниям, используя возможности конкретного продукта реализации ЭС.

Рис. 4. Схема приобретения знаний

На этапе тестирования производим оценку выполненной на предыдущих этапах работы. Тестирование производится на тестовых примерах, качество (соответствие реальным ситуациям и наиболее полный обхват возможных ситуаций) которых весьма важно для правильной реализации системы. При этом оценивается: качество работы системы (принимает ли система решения, которые признаются правильными; являются ли правила безошибочными, непротиворечивыми и полными; адекватны ли объяснения выводу; охватывают ли тестовые задачи всю запланированную область); полезность системы (помогают ли решения системы пользователю существенно; достаточна ли скорость работы системы; обладает ли система "дружественным" интерфейсом).

Тестирование системы проводится многократно, по мере того как система развивается от демонстрационного прототипа до коммерческого образца.

Построение модели проблемной области является важным этапом реализации ЭС. Построение модели следует начинать с описания одного из основных отношений в производственной системе, рассматривая статическое состояние системы. Отношение "система - подсистема" является отправным пунктом для начала описания системы, позволяющим произвести структурную декомпозицию рассматриваемой производственной системы. При этом мы получим множество Р подсистем. Каждый элемент множества Р рассматриваем в отношении "часть - целое". Декомпозицию следует вести рассматривая каждую из подсистем (технологическую, информационную, энергетическую, транспортную и др.) как независимую от других подсистем. При этом мы получим множество Т частей рассматриваемой системы. Терминалами описания должны быть части компоненты, которых не могут быть объектом воздействия в рамках рассматриваемой системы. Некоторые элементы рассматриваемого множества Т могут принадлежать более одному элементу множества Р. Множество Т следует подвергнуть анализу используя отношение "класс -элемент" для минимизации количества базовых термов. Результатом этого анализа является множество Т' базовых термов описания АСМП. Следующим шагом к построению модели системы является выявление связей между отдельным! элементами. Все множество связей 8 в системе сводится к следующим основным видам связей:

• "материальные" - отражающие физические связи между элементами (Бт);

• "энергетические" - отражающие передачу этого ресурса между элементами системы (Бе);

• "информационные" - отражающие передачу этого ресурса между элементами системы (81).

В результате вышеописанных действий мы получаем структурную модель АСМП:

16

Мб = < Р, Т, в >

где: Р - множество подсистем рассматриваемой системы Т - множество элементов рассматриваемой системы Б - множество отношений между элементами рассматриваемой системы.

После получения каркасной структуры производственной системы для построения модели, описывающей динамическое поведение моделируемой производственной системы, следует произвести функционально-логический анализ. При этом выделяются связи технических средств, программных средств, производственного персонала. Совпадающие узлы подсистем описываются в виде функциональных автоматов, предназначенных для выполнения определенных организационно -технологических операций. Основные закономерности функционирования записываются в виде псевдофизических логик (функций, пространственных связей, процедур, причин, персонала, времени). Основное и вспомогательное оборудование автоматизированной системы многономенклатурного производства рассматривается с точки зрения организации ресурсов технологической операции.

Следующая схема представляет общий процесс отображения физического объекта в ЭС (рис. 5.).

В четвертой главе рассмотрен пример реализации описанной методики при создании системы для разрешения технологической составляющей КС в АСМП, действующей на предприятии "ЗММ" София (Болгария). Система состоит из двух обрабатывающих центров РР220(Ю производства фирмы КОЬВ - Германия. Портальные центры пятисторонней обработки предназначены для фрезерной обработки и обработки отверстий в крупных корпусных деталях и станинах размером 3000x2000x750мм. Центры обслуживаются автоматизированным транспортом типа рельсовая двупалетная роботележка, которая доставляет заготовки, закрепленные в приспособлениях, от двух подготовительных мест к обрабатывающим центрам и отвозит обработанные детали от обрабатывающих центров к

месту депалетизации. Обработанные детали и заготовки сохраняются на определенном участке пола цеха и подаются к и от места палетизации мостовым краном цеха. Инструменты и приспособления сохраняются в неавтоматизированных стеллажных складах, инструменты также сохраняются в расширенных инструментальных магазинах обрабатывающих центров, которые обладают способностью к обмену инструментами между собой. Система снабжена местом подготовки инструментов и измерения фирмы гОШЗИ. (Германия). Планирование производственных заданий и управление системой осуществляется микрокомпьютером фирмы БШЕКБ, программное обеспечение создано той же фирмой. Сохранение программ ЧПУ для обработки деталей осуществляется в мини ЭВМ ЭДАХ11/750 более высокого уровня управления (управление автоматизированным цехом). От этой же ЭВМ поступают производственные задания системе. Продолжительность обработки деталей варьируется от 1 часа до 14 часов. Процесс снятия стружки отслеживается системой датчиков, тензометрических для сверл и зенкеров малого диаметра (до 025), метчиков, борштанг, пальцевых и канальных фрез, разверток, а также по току главного привода для силовых обработок. В процессе обработки также отслеживается временный ресурс использования инструмента, и производится принудительная смена в случае его исчерпывания. После обработки каждый инструмент проверяется на целостность. В случае установления поломки инструмент направляется в сменный магазин, процесс обработки приостанавливается и ИУС вызывает персонал для установления ситуации. Персонал анализирует ситуацию и принимает решение о дальнейшей обработке детали. Система также снабжена датчиком фирмы RENISHAW для геометрического измерения обрабатываемой детали. Этот датчик чаще всего используется для измерения промежуточных размеров в процессе обработки, для установления готовности детали к чистовым обработкам, а также для измерения после обработок с допустимой погрешностью более 0.05 мм. Более точные измерения производятся персоналом или вне

производственной системы. В случае установления несоответствия между заданными параметрами и измеренным МУС вызывает персонал для установления ситуации.

Физический объект

Параметры конкретизаци ии

стратифнкаци и

Информационный объект

Задачи системы

эксперт

ОЗнания о физическом объекте(модель информационно го объекта)

©Знания о способах решения задач (модель действий)

©Знания о задачах системы (цели работы)

БЗ

ЭС

К СО-

Дер- Треб

жа-

нию ован

ияк

реше

шло

к форме

РЕШЕНИЕ

Рис. 5. Отображение физического объекта в ЭС

Производственная система работает в трехсменном режиме. Персонал в полном составе присутствует только в период с 9 до 17 часов, что покрывает частично 1® г 2® смены. Попытки осуществить работу в

безлюдном режиме в смену не увенчались успехом, в основном, из-за больших организационных и технических простоев в первую смену. Систему обслуживают 2 технолога-программиста (они же и диспетчеры системы), 1 системный программист (в составе цехового вычислительного центра), 5 настройщиков - операторов, ремонтная бригада цеха.

Инструментом для реализации ЭС выбрана оболочка "Интерэксперт". Она удобна для разработки системы быстрого прототипирования в силу своей универсальности. ЭС реализуется в виде наборов правил. В посылке правила могут находиться рабочие переменные с одним значением, многозначные нечеткие переменные для представления недостоверных знаний, статистические переменные, ячейки электронных ведомостей, поля базы данных, элементы массива (одномерные и двумерные), операторы отношений, булевы операторы, операторы над числами, числовые функции, строковые функции. В заключении правила могут совершать следующие операции: присваивать новые значения переменным, массивам, полям и т.п., сохранять записи в базе данных, обращаться за консультацией к другому набору правил, автоматически пересчитать электронную ведомость, проводить статистический анализ, генерировать отчет по заранее созданному шаблону, выполнять операцию пересылки данных в удаленную ЭВМ.

Машина вывода осуществляет прямую и обратную аргументацию. При этом она может оперировать коэффициентами уверенности посылок и заключений правил в диапазоне 0 до 100. Степени уверенности можно также применять к значениям переменных (в том числе списков и нечетких теременных), оперируя ими при помощи одного из 16 вариантов алгебры, щя объединения степени достоверности переменных и правил. Кроме тепеней уверенности в процессе работы оболочка предоставляет еще одно редство управления консультации - изменение системных переменных болочки (порог неопределенности, точность запуска правила, строгость роверки посылки, критерии выбора правил). Используя вышеописанные озможности "ИНЭРЕКСПЕРТ'а, согласно разработаной методике

реализован пример ЭС разрешающий технологическую составляющую КС для производственной системы PFZ2000.

Общие выводы и результаты

1. Современные производственные системы следует рассматривать как часть единой системы производства - от маркетинга до реализации готовой продукции. Они являются сложными иерархическими структурами.

2. В современном машиностроительном производстве роль человека, изменяясь качественно от управленческо-исполнигельской к управленческой, остается определяющей для успешного завершения процесса производства, при этом эффективность ее находится в сильной зависимости от субъективных факторов.

3. Конфликтные ситуации возникают в процессе работы автоматизированных систем многономенклатурного производства, при этом они имеют три взаимовлияющие составляющие - организационную, техническую и технологическую. Эти составляющие меняются во времени и обладают свойством расширятся, захватывая ранее не участвующие в конфликте подсистемы.

4. Процесс разрешения конфликтной ситуации состоит: из анализа конфликтной ситуации, диагностики системы и поиска причин конфликтной ситуации; принятия решения о действиях по разрешению конфликтной ситуации.

5. При разрешении конфликтной ситуации персонал производственной системы широко пользуется невербальной компонентой принятия решения. При разрешении однотипных конфликтных ситуаций в различных объектах персонал принимает различные решения, основанные на индивидуальных знаниях и опыте персонала, а также на особенностях конкретных производственных систем.

6. Экспертная система является достаточно эффективным инструментом для разработки системы, помогающей лицу, принимающему решения.

Методика построения экспертной системы разрешения конфликтных ситуаций предусматривает следующие этапы: идентификация объекта, для которого строится экспертная система; концептуализация, при которой производится содержательный анализ проблемной области; формализация; исполнение; тестирование.

7. Методика, предложенная в работе, позволяет раскрывать и сохранять необходимые знания для разрешения конфликтных ситуаций в автоматизированных системах многономенклатурного производства. Разработанная база знаний содержит знания о физическом объекте, о задачах и функционировании объекта и о способах решения задач экспертной системой.

В результате проделанной работы можно считать, что основная ее цель -повысить эффективность использования автоматизированных многономенклатурных производств на базе систем разрешения конфликтных ситуаций - достигнута.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Терпешев М.Д. "Организационно-технологические конфликтные ситуации в ГПС, методы уменьшения их влияния на работу ГПС, обзор и преспективы". Материалы XI научной конференции болгарских аспирантов в СССР с международным участием. М. 1989

2. Терпешев М.Д. "Экспертная система разрешения конфликтных ситуаций в ГПС". Материалы XII научной конференции болгарских аспирантов в СССР с международным участием. М. 1990

3. Вълков В.Х, Георгиев М.Д., Терпешев М.Д. "Применение экспертных методов для обеспечения точности механообработки корпусных деталей на ГПМ". Материалы XII научной конференции болгарских аспирантов в СССР с международным участием. М. 1990

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Терпешев М.Д.

Конфликтные ситуации в автоматизированных многономенклатурных производствах и методика их разрешения

Сдано в набор Подписано в печать

Формат 60x90/16 Бумага 80 гр/м2

Объем 1.3 уч. - изд. л. Тираж 100 экз. Заказ №636

Издательство "Станкин" 101472, Москва, Вадковкий пер.,

ПЛД № 53-227 от 09.02.96г.