автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Моделирование и синтез системных интеллектуальных подсказчиков для исследования гибких нечетких технологий

РГ5 ОД '

1 о №? 1393

На правах рукописи

Л...

ТНЛЧЕНКО Татьяна Яковлевна

МОДЕЛИРОВАНИЕ И СИНТЕЗ СИСТЕМНЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ПОДСКАЗЧИКОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИБКИХ НЕЧЕТКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.13.16 - Применение вычислительной техники, математических методов и моделирования в научных исследованиях

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических^ наук

Екатеринбург - 1996

Работа выполнена в Уральском государственном техническом университете.

Научный руководитель -

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

доктор технических наук, профессор, академик МАИ С.Л.Гольдштейн. доктор технических наук, профессор, академик МАИ Р.П.Чапцов;

доктор технических'наук,

профессор

Б.Б.Зобнин.

Уральский государственный университет, кафедра экономического моделирования и информатикй.

Защита состоится ". .* 1996г. в............Ч на заседании

специализированного совета N К.063,14.Уральского государе ственного техмичеек&Ро ри&ерсмта.' ' ' по адресу: 620002, г.Екатеринбург, УГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться В библиотеке УГТУ.

Автореферат разослан

1996г.

Справки по телефону: (5432)44-65-74

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

А.А.Константинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Нечеткие технологии, будь то физические, химические, биомедицинские или социотехнологии, представляют самостоятельный интерес как сложные объекты, не имеющие в достаточной мере набора моделей поведения, управления и развития. Гибкие нечеткие технологии, в свою очередь, интересны как нетрадиционные объекты для гибких автоматизированных производств (ГАП). С другой стороны, современное состояние системологии и системотехники как научной теории и инженерной практики имеет достаточный потенциал для работы с подобными сложными объектами. . При этом - особенно актуальной становится проблема формализации системно - предметных знаний и создание интеллектуально - информационной среды для системотехнического обслуживания таких объектов.

Работа выполнялась в соответствии с Программой фундаментальных исследований Госкомитета РСФСР по делам науки и высшей школы "Исследование, разработка, освоение и выпуск мелкосерийной и мало-тоннажней наукоемкой продукции для отраслей народного хозяйства РСФСР" (тема "Моделирование и компьютеризация технологических процессов") на 1991-93 гг.; Российской Программой "Математическое моделирование в научных и технических системах" (проект N ММ '8.12 "Создание инструментальной среды для системотехнического обслуживания сложных электротехнологических объектов" Г на период 1992 г.|; грантом ИНФ-14 по разделу "Информатика" (тема "Создание инструментальной среды системотехнического обслуживания сложных объектов") на 1992-93 гг.; Программой "Технические университеты" (тема "Внутреннее проектирование инструментальной среды системотехнического обслуживания сложных объектов") на период 1994-95 гг.; комплексной Программой СМ РСФСР и Госкомобразования

РСФСР "Исследование и разработка новых информационных технологий" шифр "КИТ-АН" (тема "Разработка теории построен» автоматизированных систем научных исследований дл> электротехнологических объектов") на 1991-95гг.

Цель диссертационной работы - моделирование и синте: системных интеллектуальных подсказчиков для исследования гибкю нечетких технологий.

Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

- моделирование и логический- синтез инструментальной среди системотехнического обслуживания сложных объектов (ЛС COCO) и системного монитора как основной управляющей структурной единицы ИС COCO, обеспечивающей получение системных интеллектуальных подсказок;

- формализация системных знаний и знаний о гибких нечетких технологиях в ИС COCO;

- синтез системных методов обслуживания гибких нечетких

.___i

технологий как алгоритмической основы 'системных интеллектуальных подсказчиков; .

- реализация системных интеллектуальных подсказчиков для объектов электротехнологии, конкретно высокотемпературных электрохимических;

- реализация системных интеллектуальных подсказчиков для организационных объектов, конкретно правоохранительных органов, образования и здравоохранения.

Методы исследования. Проведенные в работе исследования и разработки базируются на использовании достижений системологии, системотехники, теории моделирования, теории управления, информатики, дискретной математики, искусственного интеллекта.

Научная новизна •

1.Выявлена специфика гибких нечетких технологий (ГНТ) как объектов информатизации, введено понятие их интегральной сложности, предложены к рассмотрению нетрадиционные объекты ГНТ, а именно: электротехнологические и социоорганизационные.

2.Введено понятие и дана модель инструментальной среда системотехнического обслуживания сложных объектов. Модель проработана на концептуальном, системном и структурном уровнях, настроена (при логической реализации) на электротехнологические и социоорганизационные объекты.

3.Предложено понятие системного монитора как ведущего средства управления извлечением знаний в ИС COCO. Даны его концептуальная, функционально - структурная и информационная модели. Еыделено ' 16 базовых блоков системного монитора, объединенных в 4 подсистемы: системного трансфера, системных анализа и синтеза, системного управления.

4.Показано, что представление и хранение системных знаний эффективно в виде гибких иерархических графов с вершками из гипертекстов (тексты, рисунки, формулы, таблицы, блок-схемы, структурные диаграмм» типа IDEf и т.п.) - гипертекстовых тезаурусов; обновление и наполнение знаний - через редакторы; извлечение знаний - через модели системной деятельности.

5.Введено понятие системного метода как модели системной деятельности, даны примеры системных методов в виде шгоритмического представления метазнаний с двумя системными Фовнями know-hovr, в том числе системные методы синтеза состояний »бъекта ГНТ, системного планирования, системного целеполагания.

6.Предложено понятие системного интеллектуального подсказчика

даны примеры реализации для высокотемпературных

лектрохимическкх объектов, в том числе, на уровне патента

Российской Федерации, и для некоторых социальных инфраструктур.

Научная и практическая ценность

1.Дан подход к работе с метазнаниями (по системологии и системотехнике) на уровне инженерной проработки в вариантах естественного интеллекта и компьютерного представления, годный к практической реализации при современном уровне системной и управленческой культуры, компыотеринга и социального заказа.

2.Полученные (в результате настройки ИС COCO на объект) системные интеллектуальные подсказки использованы заказчиками для решения проблемы' перевода гибких нечетких технологий в новое качество, что подтверждено актами об использовании и внедрении.

3.Разработанные методология и технические решения положены в основу учебного курса "Системотехника" и' соответствующего лабораторного практикума для студентов физико-технического факультета специальности 22.01, а также слушателей Института развития регионального образования, повышающих квалификацию по программе "Систеыологический и компьютерно - информационный аспекты образования".

На защиту выносятся:

1. Результаты моделирования и логического синтеза инструментальной среда системотехнического обслуживания сложных объектов (ИС COCO) и ее основных, структурных, составляющих, а именно: концептуально-системные и структурные модели ИС COCO и системного монитора.

2.Формализм представления. метазнаний на основе гипертекстовых тезаурусов с иерархической структурой и гипертекстовым наполнением элементов в виде методов, дидактической помрпда, данных и фактов, а также формализм . работы с метазнаниями в ИС COCO на основе моделей системной деятельности

3.Системные метода целеполагания, фиксации реального

состояния и планирования, представленные на языке описания алгоритмов, а также реализованные на их основе в виде меню-систем системные интеллектуальные подсказчики (СИП), дающие путь (схему, маршрут, процедуры) разрешения проблемной ситуации.

4.Пакеты моделей'и системотехнических решений для конкретных электротехнологических объектов, полученные с помощью СИП, а именно: концептуально - системные. модели высокотемпературного электрохимического объекта (ВЗХО) и ГАП 0ЭХО, стрзжтурная модель интеллектуальной импульсно - потенциостатической установки для принятия решений о ходе процесса получения материального продукта, документов и знаний, а также программные модули по оптимизации режимов управления током ВЭХО.

5.Списки задач, полученные с помощью реализованной в СИП схемы перехода от лозунгов к задачам, с дихотомической структуризацией на основе меры Хеиминга, а также фиксация реального состояния для нескольких социоорганиэационных объектов (следственный отдел .УВД г.Екатеринбурга, медицинское и учебные заведения).

Апробация работы. Результаты исследований и разработок были представлены и обсуждены на Всемирном конгрессе "Информационные коммуникации, сети, системы и технологии" (Дрезден, 1993); на V Международной конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии" .(Иваново,1991); на I Международном семинаре "Расплавленные соли в ядерных технологиях" (Димитровград, 1995); на XIV Всесоюзном симпозиуме "Логическое управление с использованием ЭВМ" (Феодосия, 1991); на Всесоюзном научном семинаре "Кибернетика электрических систем" по проблеме "Управление и автоматизация проектирования в электроэнергетических системах" (Челябинск, 1993);-на Уральской региональной конференции по искусственному интеллекту (Екатеринбург, 1994); на научно-

практическом семинаре' "Технические средства и информационные технологии в образовании* (Челябинск, 1993); на 1-й региональной конференции "Интеллектуальные информационные технологии и стратегии в системной информатизации Уральского региона" (Челябинск,1994); на презентациях "Системные интеллектуальные подсказчики по переводу организационно-управленческих структур в новое качество" (Екатеринбург, 1995); на Международной научно -практической конференции "Информационно - измерительные технологии в охране здоровья" (С.-Петербург, 1995).

Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликовано 38 научных работ и получен патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, включающего 200 наименований. Общий объем работа - 194 стр., из них - 125 стр. основного текста, 69 стр. с рисунками и таблицами.

Введенные сокращения и определения

1.ГИТ - гибкие нечеткие технологии. Технология = <ВС,УП,МР,ТП,ПР>,

где ВС - входное сырье, УП --управление, МР - механизм реализации, ТП - технологический процесс, ЙР - продукт.

Нечетная технология - технология, представленная как формализованными, так и неформализованными (неполными, ошибочными, неоднозначными, противоречивыми) знаниями. .

Гибкие' технологии - ' малолюдные, . малобумажные (автоматизированные) технологии с единой многоуровневой системой управления для быстрой перестройки технологии при смене объекта.

2.ИС COCO - инструментальная среда системотехнического обслуживания сложных объектов - демонстрационный прототип гиперэкспертной системы гибридного типа универсального назначения для решения динамических задач со сложным (объемным) пространством

поиска и глубинной структурой, базирующийся на системотехнических знаниях и ориентированный (по мере развития) на полную аппаратную поддержку. •

3.СМР - системный монитор - управляющая' структура ИС COCO, обеспечивающая схему, маршрут и процедуру решений стратегического, тактического и технологического уровней на гипербанке знаний.

4.СМД - системный метод - алгоритм системных действий с метазнаниями на уровне knon-ho*.

5. СИП - системный интеллектуальный подсказчик.

СИП = <{3t],П(Г,Р>, 'де {3J - настроенное подмножество гипербанка системных знаний; П - средства для построения пути на модели знаний; Г - гипертексты, в узлах пути; Р - режим (тренажерный, рабочий).

6.сип - системная интеллектуальная подсказка - ответ на ¡алросы типа "Зачем делать?", "Что делать?", "Как делать?" в виде ути (схемы, маршрута, процедуры) получения продукта (цели, адачи; пакеты планов, моделей, проектов) при системном бслуживании объектов ГНТ. .

7.Схема - системная подсказка стратегического уровня, направ-енная на понимание проблемы, определяющая последовательность вы-олнения основных этапов и сами этапы деятельности руководителя распределителя задач) при ответе на вопрос: "Зачем делать?".

8.Маршрут - системная подсказка, тактического уровня, тределяющая порядок следований этапов и сами этапы деятельности гветственного исполнителя при ответе на вопрос "Что делать?"!

9.Процедура - системная подсказка технологического уровня, ¡ределяющая последовательность . действий и сами действия гаечного исполнителя при ответе на вопрос "Как делать?".

10.Гипертекст - объединение текстов, графики, ввдео-, аудио-др. информации в рамках единой базы.

СОДЕРВАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность выбранной темы.

В первой главе в результате компилятивного отбора литературных источников по технологической и управленческой подсистемам сложных объектов (гибких нечетких технологий) и анализа полученной информации рассмотрены знания, необходимые для работы с указанными подсистемами. В результате анализа источников по системологии и системотехнике показано. что существуют необходимые предпосылки для перехода от подачи материала в форме произвольного текста к тезаурусно-иерархической и императивной формам хранения знаний. При этом явно описанных системных методов работы со сложными объектами не установлено. Сформулированы цель и основные задачи диссертационной работы.

Во второй главе синтезированы модели инструментальной среды системотехнического обслуживания сложных объектов и системного монитора как основной составляющей- ИС COCO.

Для сложного объекта ГНТ предложена схема (рис.1) информационно-технологической среда, включающая ИС COCO (табл.1).

Особое внимание уделено системному монитору, концепция которого заключается в доставлении пути (схемы, маршрута, процедуры) решений стратегического, тактического к технологического характера с помощью использования моделей системной деятельности соответствующих уровней и материально-энергетических ресурсов на основе информационной технологии по цепочке "системный трансфер информации - системный анализ -системный синтез - системное управление", направленном на требуемый перевод объекта & новое качество с глобальной цель» обеспечения его конкурентоспособности.

и

Ш-—-Ш

1 ! ш-—1

I

—>ш

9

3

ш-—т

Рис.1. Схема информационно-технологической среды для работы субъекта (2) - пользователя-предметника, эксперта-предметки-ка, эксперта-системотехника со сложным технологическим объектом (1) ' посредством использования инструментальной среды (3) в составе: футляр (4), оболочка (5), системологи-ческая база знаний (6), системный монитор (7); 8 -финансово-материальные ресурсы, 9 - предметная база знаний

Показано, что назначение системного монитора - давать пользователю, потерявшему направление движения в решении технологической или управленческой проблемы,- срез на сети системных знаний. •

Для синтеза блоков системного монитора построены-информационные модели типа "сущность - связь".

Полученная структура системного монитора, состоящая из четырех подсистем, представлена на рис.'2.

Таблица 1

Основные функционально-структурные свойства ИС COCO

Подсистемы Составляющие подсистем Функции Входы Выхода

Футляр Средства санкционирования и защиты Санкционирование доступа и защита информации Пароль Доступ

Интерфейсы': -пользователя -эксперта -системотехника Сопряжение естественного и искусственного интеллектов запрос на сип Исходный текст Задание на развитие сип Текст в редакторе Команды ИС

Оболочка Аппарат оценки сложности Оценка сложности задачи и объекта Исходные данные: -об объекте -о задаче Интегральная оценка сложности: -объекта -задачи

Аппарат тактической настройки на объект Получение макро-,мезо-тезаурусов Ключевые слова макро-, мезоуровней Макро-, мезотезауру- сы

Аппарат технологической настройки на объект Получение микротезаурусов Макротезаурус + ключевые слова микроуровня Микротезаурусы

Дцро Системный" . монитор Составление пути получения решений стратегического, тактического и технологического характера Оценка сложности + тезаурусы Путь, запрос на данные и знания

Системные секторы Предоставление схемы, маршрута и процедуры получения информационно- : логического продукта Запрос на знания и данные, путь Структурированный путь + продукт (планы, модели, проекты)

Программные модули Обработка информации по хорошо формализованным знаниям Обращение к программным модулям Услуги программных модулей

к объекту

Рис.2. Инвариантная структура системного монитора

Подрисуночные подписи к рис.2:

1 - подсистема-трансфер;

1.1 - блок системном настройки на объект-лидер, 1.2 - блок системного сбора информации с объекта, 1.3 - блок системного сбора наличной информации об объекте (системе) с надсистемы, 1.4 - блок системного трансфера новой информации в надсистему или экспертную систему;

2 - подсистема-анализатор;

2.1 - блок системного анализа исходного и желаемого состояния,

2.2 - блок системного анализа планов,

2.3 - блок системного анализа моделей,

2.4 - блок системного анализа проектов;

3 - подсистема-синтезатор;

3.1 - блок системного синтеза исходного и желаемого состояний,

3.2 - блок системного синтеза планов,

3.3 - блок системного синтеза моделей,

3.4 - блок системного синтеза проектов; 4 - подсистема управления;

4 1- блок системного управления трансфером информации,

4.2 - блок системного управления анализом и синтезом,

4.3 - блок системного 'оперативного и сверхоперативного)

управления технологией,

4.4 - блок системного управления переводом в новое качество

(развитием);

входы: 1 - интеллектуально-информационные подсказки от блока 4 (рис.1);

2 - информация о возможностях блока 5 (рис.1); выход: 0 - информация о решениях к блокам 1 и ó (рис.1).

В третьей главе сформулированы специфика системных знаний в методологическом, семантическом и технологическом аспектах. На ее основе'синтезированы требования к представлению системных знаний, обеспечивающих базу работы ядра ИС COCO, предложены . решения для хранения, наполнения, обновления и извлечения знаний;дано их содержательное наполнение. Предусмотрено два варианта формализованного представления знаний: при работе, с использованием естественного интеллекта и в компьютерной реализации.

В варианте естественного интеллекта сформулировано требование трехаспектного представления системных знаний: в виде метода, дидактической помощи, а также данных и фактов. Причем связь между составляющими этих трех аспектов должна определяться перечнями типовых запросов, формируемых в процессе настройки (обучения), и общедидактичесними требованиями по знаниям, умениям, навыкам. Формализованное представление знаний должно предусматривать гибкую перенастройку на объект, проблему, вид деятельности, а также саморазвитие (накопление аналогов).

В варианте компьютерной реализации дополнительно сформулированы требования возможности реализации системной ' модели деятельности при извлечении знаний; наглядности; обеспечения последовательного (через • меню-системы) или/и непосредственного (через логический запрос) доступа.

В качестве основной формы представления и хранения системных

знаний предложены иерархические гибкие ("живые") графы с вершинами в виде гипертекстов (тексты, рисунки, таблицы, формулы, алгоритмы на языке блок-схем и т.п.). При этом на верхних уровнях иерархии представлены управленческие системные знания, на последующих -относящиеся к системной технологии. Вспомогательной формой представления могут быть структуры языка SADT (IDEFO, IDEF1 и т.п.). Иерархические отношения дополнены контекстными связями через ключевые слова. Атомарные ключевые слова сведены в глоссарий.

Семантика подсказок дана как содержательное наполнение макро-, мезо- и микротезаурусов по аспектам:

- системно-технологическому: проектирование и моделирование поведения, управления, развития сложных объектов ГНТ при научных исследованиях;

- информационно-компьютерному:, информационная технология и автоматизированные рабочие места для научного исследования сложных объектов; j

- предметному: электротехнология, социоргацизационные системы. .

В качестве основного средства наполнения и обновления знаний предложено использовать .редакторы (как фирменные типа Word Windows, Design/IDEF, так и специально разработанные редакторы графов,-сетей).

В качестве основного средства извлечения знаний ' предложены модели системной деятельности, • реализованные : "в идеологии системного монитора.

' Дан шаблон решения системно - предметных и системно -компьютерных задач по 11 этапам системного подхода с выделением их содержания, методов решения и получаемого результата. Шаблон снабжен подборкой приблизительно 60 примеров.

В четвертой главе предложен путь синтеза моделей системной деятельности и рассмотрены примеры системных методов, отражающие некоторые из моделей при решении задачи перевода сложного объекта в новое качество: системный метод синтеза моделей состояний объекта, системный метод планирования, системный метод целеполагания.

• Для синтеза моделей системной деятельности, представленных в виде системных методов, необходимо:

■ систематизировать входную информацию ( по предложенному

иерархическому шаблону); в определить наличие аналогов и прототипов искомых моделей в литературных источниках, для чего:

- учесть требования патентного законодательства по определению аналога и прототипа; г.

- с учетом требований системности синтезировать правила (условия) для оценки аналогов;

- отсортировать аналоги в соответствии с синтезированными правилами;

- выбрать наиболее соответствующий условиям правила аналог в

качестве прототипа;

в усовершенствовать прототип в " соответствии с системными \ ~ требованиями.\

\

Пример правил4 для оценки аналогов (А) моделей системной деятельности: -- ,

1. Обеспечивает (А, XII) V обеспечивает (А, Х12) V обеспечивает (А, .Х13) —► соответствует (А, Б)г _

2. Обеспечивает (А, Х21) V обеспечивает (А, Х22) V обеспечивает (А, Х23) у обеспечивает (А, Х24) —» соответствует (А, И);

3. Обеспечивает (А,! Х31) V определяет (А, Х32) у определяет (А.ХЗЗ) —► соответствует (А, Р),

где XII - ясность с глобальной целью (ответ на вопрос "Зачем?");

Х12 - ведение системы к достижению глобальной цели через назначение локальных целей;

Х13 - переход к маршруту;

Х21 - ясность с локальными целями (ответ на вопрос "Что делать?");

Х22 - ведение подсистем к достижению локальных целей через назначение задач;

Х23 - взаимосвязь со схемой;

Х24 - переход к процедуре;

Х31 - ясность с задачами (ответ на вопрос "Как делать?");

Х32 - набор и порядок действий элементов системы;

ХЗЗ - взаимосвязь с маршрутом;

Э - схема; М - марарут; Р - процедура.

Полученные указанным путем системные методы, рассмотренные в лаве 4, относятся к верхнему уровню иерархии системных правленческих знаний к. реализуются при работе соответствующих локов монитора.

На рис.3 и 4 представлены вызывающие алгоритмы системных етодов синтеза реального, идеального . и желаемого состояний бъекта и планирования. Каждый из предопределенных процессов в ызываюдих алгоритмах детализирован на нескольких уровнях. Блоки ягоритмов методов, выделенные пунктиром, представляют know-how. ругие блоки также могут содержать know-how на более' низких рювнях детализации.

"[ТЙолюден, измерения и экспе-рименгы

1.Наблюдения

2.Работа с информацией (выделение лозунгов)

1.Наблюдения

2.Отбор информации для выделения проблематики

3.Выделение проблемы и "горящего" объекта

1.По фиксации реал.сост.

2.Для постр.идеал.мод.

3.Выявление цели исслед.

Для отображения реального (исходно го) и желаемого состояний

1.Формулировка глобальной цели

2.Декомпозиция

Заполнение шаблона

Рис.3. Системный

метод синтеза

моделей

состояний

Есть система координат служебного пространства?

1.Запрос по поводу планирования

2.Инфосырье

ср системы ко-орд.служ. простран.

нет

синтез сист.коор служ. простран.

Рис.4.Системный метод планирования как алгоритм на языке блок-схем

Рис.4. Окончание

В пятой главе представлена реализация системных интеллектуальных подсказчиков для электротехнологического объекта (ЭТО) в вариантах естественного интеллекта и компьютерного представления.

Назначение СИП ЭТО - оказание системной помощи при переводе ЭТО в новое качество. В табл. 2 приведены подсказки стратегического, в табл. 3 - тактического и технологического уровней в виде схемы, маршрута и процедуры для класса высокотемпературных электрохимических объектов (ВЭХО), а также примеры использования подсказок.

Таблица 2

Элементы стратегического СИП ЭТО / ВЭХО

Уровень Результат работы СИП Элементы содержания (подсказки) Вариант реализации

Мпёоиз Не1р ППП

Страте- Схема МР ГБ ШР МП МУ

гический

: ГБ-гибкость; +

- ШР-шаблон работ на этапах

системного подхода;

МП-моделирование поведения +

МУ-моделирование управле- + +

ния ;

МР-моделирование развития +

Одним из результатов использования СИП по гибким ЭТО стало создание импульсно - потенциостатической установки (ИПУ), обеспе-тавающей ГАП знаний, технической документации и материального тродукта электротехнологии за счет многоконтурного управления ганиями опытной и серийной продукции, которая' защищена патентом РФ. Структурная схема установки приведена на рис.5 .

электро-тшёргйя-:;~|;

го со

серийный 1 материал

продукт опытный материал

продукт материал.

продукта

Риг- Я Гтпиктипняя руима имтлпьпно-потеншюстатической установки '

Таблица 3

Элементы тактико-технологического СИП ЭТО / ВЭХО

Уровень Результат работ СИП Элементы содержания (подсказки) Некоторые результаты использования и реализации подсказок

Тактический Маршрут _@0) Циклы по: т=1...5-этапы проектирования; 1=1...8-виды гибкости; 3=1...11-этапы системного подхода; к=1...И, Н=РхБ -модели поведения(МП) ВЭХО + МП ГАП ВЭХО; 1 - модели управления ■ (МУ) ВЭХО + ЫУ ГАП ВЭХО Иерархия моделей ВЭХО. ГАП ВЭХО; Алгоритм моделирования ГАП ВЭХО Структурная схема ГАП ВЭХО (ипмульсно-потенци-остатической установки -ИПУ) из 17 блоков Вызывающий алгоритм функционирования ИПУ на языке блок-схем из 36 блоков

Технологический Процедура "Л? 1 Работы по: 1-способаы управления током; 2-приемам управления током; 3-решмаы управления током ' ППП LAS ram ruso ППП LB5

1одрисуночные подписи к рис.5:

I и 3 - блоки диагностики и восстановления работоспособности шементов конструкции блоков 8 и 10 соответственно; ! и 4 - блоки контроля нестационарности составов рабочих тел и их •еометрии в блоках 8 и 10 соответственно; > и 6 - блоки логического управления; ' и 9 - импульсные потенциостаты;

1 - электрохимическая ячейка с физической моделью; .0 - серииный электролизер;

.1 - агрегат электропитания блока 10;

2 - анализатор параметров потенциостатирования;

3 - агрегат обслуживания электролита блока 10;

4 - агрегат обслуживания электродов блока 10;

5 - агрегат выгрузки серийного материального продукта блока 10;

6 - локальная вычислительная сеть;

7 - агрегат обработки материальных отходов.

При этом предложенное многоконтурное управление включает в себя системные интеллектуальные подсказчики нижнего (технического) уровня, которые реализованы в виде пакетов прикладных программ (см. табл.3) и определяют области управляемости и достижимости (ГОШ LAS); обеспечивают обработку откликов с объекта, разбиение полученного обобщенного информационного отклика на состояния и интерпретацию этих состояний (ППП RUSO); помогают определить траекторию управления (ППП LB5).

В шестой главе представлена реализация системных интеллектуальных подсказчиков для организационных объектов - правоохранительных органов, образования и. здравоохранения в вариантах естественного интеллекта и компьютерного представления. .

В табл.4 приведены разработанные СИП.

СИП, созданные для правоохранительных органов (ПО0) и образовательных учреждений, реализованы в компьютерном варианте, для медицинского учреждения- в виде • отчета. Для каждого из этих объектов с помощью СИП были получены списки , задач. Причем количество их (порядка сотен, а для ПОО - тысяч) наглядно показывает большой объем работ и необходимость'системной поддержки всей последующей деятельности по переводу этих учреждений в новое качество. Для ПОО.такая поддержка осуществляется благодаря использованию набора СИП. ' '

Все СИП, реализованные в компьютерной варианте, созданы с использованием средств HelpHindows. Сценарий СИП представляется как

СЦ = <ЫЭФ,ЫСП>,-...........(1)

где СЦ - сценарий; ЫЭФ - множество экранных форм; МСП - множество связей перехода между экранными формами;

Таблица 4

СИП, разработанные для организационных объектов

Название СИП

ЮГОИ - НОМ

1-й уровень

2-й уровень

Б1Р-Е

БТР-ВЗ

БТР-ЕБ

Э1Р-А

51Р-Р

Б1Р-ЕИЦ

(Екатеринбургский инфарктный центр)

Э1Р-

ЕШС '

(ВПТУ N2

г.Ново-уральск,

ИРРО.г.

Екатеринбург)

ПРАВООХРАНИТЕЛЬНЫЕ ОРГАНЫ ■

Системный метод управ- Понятия исходного и желаемого

состояний; синтез показателей качества - осей координат; синтез адекватного пространства состояний

ления анализом и синте зом состояний

Системный метод фиксации реального состояния системы

Системный метод построения идеальной модели системы;

системный метод формирования желаемой модели системы

Системный метод целе-полагания

Метод системного планирования

Системный шаблон фиксации реального состояния

Системный шаблон фиксации желаемого состояния; отображение идеальной модели системы в желаемую с учетом областей достижимости

Выделение и обработка списков лозунгов, проблематик, проблем, актуальных объектов, целей, задач .

Система координат служебного пространства; системный шаблон плана; проект плана; системное получение данных для планирования

здрдюотмтав

Системный лагания

метод целепо-

Выделение и обработка списков лозунгов, проблематик, проблем, актуальных объектов, целей, задач

ОБРАЗОВАНИЕ

Системный лагания •

метод целело-

Выделение и обработка списков лозунгов, проблематик, проблем, актуальных объектов, целей, задач . " ; V

ЭФ <МтЭФ, Заг, МП, Юр, МГУ>, (2)

где ЭФ - экранная форма; МтЭФ - метка экранной формы; Заг -. заголовок экранной формы; ИП - множество пояснений; МПр -множество предписаний; МГУ - множество групп управления;

ГУ = <ЫЭУ>, (3)

где ГУ - группа управления; МЭУ - множество элементов управления;

ЭУ = <ЫтУ, ЗУ, П, МЭФ>, (4)

где ЭУ - элементы управления; МтУ - метка управления (переходы); ЗУ - зона управления;" П - пояснение.;

СП = <МтЭФВ, МтЭФ0>, (5)

где СП -связь перехода; МтЭФВ - метка экранной формы вызывающей; МтЭФО - метка экранной формы отвечающей (вызываемой).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Проведены моделирование и синтез системных интеллектуальных подсказчиков для исследования гибких нечетких технологий, в том числе:

1. Синтезирован набор моделей инструментальной среды системотехнического обслуживания сложных объектов. (ИС COCO) гибких нечетких технологий и системного монитора как основной управляющей структурной единицы ИС COCO, обеспечивающей получение системных интеллектуальных подсказок.

2. Предложен формализм представления системных знаний в ИС COCO и дано его содержательное наполнение.

3. Синтезированы системные методы обслуживания гибких нечетких технологий как алгоритмическая основа получения системных интеллектуальных подсказок.

4. Реализованы системные интеллектуальные подсказчики стратегического, тактического и технологического уровней для

бъектов электротехнологии (конкретно для высокотемпературных лектрохимических).

5. Реализованы системные интеллектуальные подсказчики для оциоорганизационных технологий: правоохранительных органов, дравоохранения, образования.

В итоге дан новый подход, теоретические основы, методы и редства работы с кетаинформацией по системологии и системотехнике ни исследованиях и практической деятельности с объектами гибких зчетких технологий на уровнях научной и инженерной, проработки, го соответствует паспорту 'специальности 05.13.16 (область 7). злучены концептуальные и системные * предпосылки для строгой 1тематической (оптимизационной) постановки проблематики СИП.

Результаты исследования представлены в 38 научных работах, в >м числе: 2 монографиях, 1 брошюре, 8 статьях, 1 патенте, 7 отче-х о НИР, 7 тезисах международных и всесоюзных конференций. Дидак-ческий аспект отражен в 3 учебно - методических публикациях.

Во всех совместных публикациях автору принадлежит: постановка задач на тактическом уровне;

реализация на стратегическом, тактическом и технологическом /ровнях.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

"ольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Н. Моделирование информационных ютоков для САПР сложного объекта типа АСУ НУК в интересах 1лектроэнергетики // Всесоюзный научный семинар: Тезисы [окладов. Челябинск: ЧПИ, 1990. С. 10.

'ольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я. . Системные, исследования лектротехнологических процессов // Международная научно-ехническая конференция "Состояние и перспективы развития лектротехнологии": Тезисы докладов. Иваново, 1991. С.20. ольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я. Информационно - технологические системотехнические аспекты разработки нетрадиционных ГАП //

XIV Всесоюзный симпозиум "Логическое управление с использованием ЭВМ": Тезисы докладов. М., 1991. С.275-260.

4.Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я. Концептуально - системная модель инструментальной среда системотехнического обслуживания сложных объектов. Ы., 1991. 30с. Деп. в ВИНИТИ. N 3707.

5.Гольдштейн С.Д., Ткаченко Т.Н. Программный продукт фирмы Ashton - Tate как система автоматизированного обучения // Тез. докл. Международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии". Иваново, 1991. С.61.

6.Положительное решение от 24.05.1994 по заявке на изобретение

N 5064451/02 (044739). Импульсно - потенциостатическая установка/ Гольдштейн С. Л., Гудков C.B., Ткаченко Т.Я.

7.Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я. Концептуально - системные модели нетрадиционных ГАП и их САПР. М.,1992. 39с. Деп. в ВИНИТИ, N 414.

8.Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я. Система моделирования для САПР компьютерных устройств специального назначения// Межвузовский сборник научных трудов "Проектирование ЭВМ". Рязань: Рязанский радиотехнический институт, 1992. С.30-35.

9.Гольдштейн С.Л., Гудков C.B., Ткаченко Т.Я. Автоматизированные импульсно-потенциостатические установки как основа ГАП ВЭХО // VII Кольский семинар "Физическая химия и электрохимия редких и цветных металлов": Тезисы докладов. Апатиты, 1992. С.24.

10.Создание инструментальной среды системотехнического обслуживания сложного электротехнологического объекта / Гольдштейн С : Л., Гудков C.B., Ткаченко Т.Я. и др.: Отчет о НИР: ММ 8.12. Екатеринбург:УПИ, 1992. 25с.

11.Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я. Моделирование гибких автоматизированных производств электротехнологии// Сообщения АН Грузии. 1993. 26с.

12.Ткаченко Т.Я. Модель проектирования в электронном учебнике "Основы системологии и системотехники"// Научно - практический семинар "Технические средства и информационные технологии в образовании": Тезисы докладов. Челябинск, 1993. С.43-46.

13.Гольдштейн С.Л., Котельников К.П., Ткаченко Т.Я. Концепция гипертекста в электронном учебнике "Основы системологии и системотехники"// Там же. С.46-49.

14.Формализм представления предметной области в электронном учебнике "Основы системологии и системотехники'/Гольдштейн С.Л. Ткаченко Т.Н., Болотова Т.В., Костенко В.И. // Там же. С.49-54.

15.Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я. Разработка интеллектуальной

инструментальной ' среды системотехнического обслуживания сложных объектов// Материалы Всемирного конгресса "Информационные комплексы, сети, системы и технологии". М.Дрезден, 1993. С.71-73.

16.Моделирование в интересах Большой информационно - компьютерной системы / Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я., Гудков C.B. и др. : Отчет о НИР. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1993. 42с.

17.Разработка и исследование ИС COCO / Гольдштейн C.JI., Ткаченко Т.Н., Гудкоч C.B. и др.: Отчет о НИР. Екатеринбург: УПИ, 1993. 35с.

18.Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я. Иерархическая модель проектирования систем. М., 1994.-20с. Деп. в ВИНИТИ, N 313.

19.Гольдштейн С.JI., Ткаченко Т.Я. Введение в системологию и системотехнику. Екатеринбург: ИРРО, 1994. 198с.

20.Системное проектирование нового качества образовательного учреждения: проблематика, цели, .задачи / Шевченко В.Я., Ткаченко Т.Я., Солонин Е.Б. и др.: Отчет о НИР. 4.1. Екатеринбург: ИРРО, 1994. 36с.

21.Системное проектирование нового качества образовательного учреждения: функциональные модели существующего состояния / Шевченко В.Я., Ткаченко Т.Н., Гольдштейн С.Л. и др. .-.Отчет о НИР. 4.2. Екатеринбург: ИРРО, 1994. 28с.

22.Ткаченко Т.Я., Попов С.А., Терентьев A.C. Структура интеллектуальной АСНИ для сложных объектов// Тез. докл. Уральской региональной конференции по искусственному

•интеллекту. Екатеринбург, 1994. С.36-39.

23.Бельков С.А., Ткаченко .Т.Я. Разработка и опытные испытания простейшего компьютерного учебника - тренажера по системотехнике..// Уральская региональная конференция по искусственному интеллекту: Тезисы докладов. Екатеринбург, 1994. С.47-49.

24.Задача синтеза монитора для нетрадиционных ГАП/ Гольдштейн С.Л., Попов С.А., Терентьев A.C., Ткаченко Т.Я. // Те'з.докл. 1-й региональной конференции "Интеллектуальные информационные технологии и стратегии в системной информатизации Уральского региона". 4.1. Челябинск, 1994. С.30,31..

25.Системное проектирование нового качества образовательного учреждения / Шевченко В.Я., Ткаченко Т.Я., Рыжков В.Г., Гольдштейн С.Л. // Там же. С.14-16.

26.Фаза 1 системного проектирования информатизации правоохранительных органов / Бурганов H.A., Гольдштейн С.Л.,

Солонин Е.Б., Ткаченко Т.Я. // Там же. 4.2. С.19-21.

27.Системное проектирование перевода органов УВД в новое качество / Гольдштейн С.Л,, Ткаченко Т.Я., Мелких Д.Л. и др.: Отчет о Ш N 1/334. Екатеринбург:УГТУ-У1Ш, 1994. 52с.

28.Ткаченко Т.Я., Котельников К.П. Инструментальная среда системотехнического обслуживания сложных объектов: алгебра иерархи? и логическая структура // Тез .докл. Уральской региональной конференции по искусственному интеллекту. Екатеринбург: УГТУ, 1994: С.33-36.

29.Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я. Системное управление проектом "Расплавленные соли в ядерных технологиях" // Тез.докл. 1-го Международного семинара "Расплавленные соли в ядерных технологиях". Димитровград:ГНЦ РФ НИИАР, 1995. С.36,37.

30.Габинский Я.Л., Ткаченко Т.Я., Яковлев Ю.Р. Профилактика, диагностика, лечение и реабилитация больных инфарктом миокарда как системные задачи наблюдения и управления // Тез.докл.

'Международной научно-практической конференции "Измерительно -информационные технологии в охране здоровья". СПб, 1995. С.221.

31.Проблема создания информационно - технологической среды для медицинского учреждения / Габинский Я.Л., Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я., Яковлев Ю.Р. // Там же. С.186,187.

32.Разработка системотехнического подхода развития инфарктного центра / Яковлев В.Р., Ткаченко Т.Я., Гольдштейн С.Л. и др.: Отчет о НИР N 04.02. Екатеринбург: ЕИЦ, 1995. 59с.

33.Системный аспект информатизации- правоохранительных органов / Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я., Бельков С.А. и др. Екатеринбург УГТУ, 1995. 190с.-

34.Гольдштейн С.Л., Ткаченко *Г.Я. Выход на системные интеллектуальные подсказчики для управления переводом сложных организационных объектов в новое качество // Межрегиональная конференция "Проблемы информатизации региона":■ Тезисы докладов. Красноярск: ВЦ СО РАК, 1955. С.132.

35.Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я.Устьянцев Д.А. Системный интеллектуальный подсказчик по целеполаганию // Межрегиональная конференция "Проблемы информатизации региона": Тезисы докладов. Красноярск: ВЦ СО РАН, 1995. С.133.

36.Фиксация реального состояния сложного объекта / Ужегов Ю.Л., Ткаченко Т.Я., Бурганов H.A. и др. // Межрегиональная конференция "Проблемы информатизации региона": Тезисы докладов.

Красноярск: ВЦ СО РАН, 1995. С.289.

37.Бурмасова Н.С., Гольдштейн С.Л., Ткаченко Т.Я. О технологии получения информационного продукта // Межрегиональная конференция "Проблемы информатизации региона": Тезисы докладов: Красноярск: ВЦ СО РАН, 1995. С.131.

38.Системное проектирование перевода медицинского учреждения в новое качество / Габинский Я.Л., Ткаченко Т.Я., Яковлев В.Р. и др. М., 1995. 35с. Деп. в ВИНИТИ, N 2532.

эциисано в печать 13.02.96 Формат 60г84 1/16

уплата типографская Плоская печать Усл.п.л. 1,86

з.-изд.л. 1,41 ГпраЕ 100 Заказ 30 Бесплатно

Редакционно-издательскпй отдел УГТУ 620002, Екатеринбург, Мира, 19 зтадринт УЗЛУ. 620002, Екатеринбург, Мира, 19