автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Структура, модели и анализ системы формирования базы профессиональных знаний специалистов промышленного производства

ВВЕДЕНИЕ.

I АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ, ВЫЯВЛЕНИЯ И

КВАЛИМЕТРИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗНАНИЙ.

1.1. Профессиональные знания и способы их квалиметрии.

1.2. Анализ методов представления и выявления профессиональных знаний.

1.3. Способы оценки профессиональных знаний.

1.4. Анализ методов построения информационных систем.

Выводы.

II СТРУКТУРНЫЙ СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ И КВАЛИМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРОФЕССИОНАЛЬНО - КВАЛИФИКАЦИОННОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ.

2.1 Модель требований информационной системы.

2.2 Модель реализации информационной системы.

2.3 Работа пользователя с информационной системой.

Выводы.

III ФОРМАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ И КВАЛИМЕТРИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-КВАЛИФИКАЦИОННОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ.

3.1 Информационные процессы, протекающие в системе.

3.2 Формальная модель базы знаний профессионального теста.

3.3 Формальная модель базы правил.

Выводы. предметной области по специальности "Робототехнические системы и комплексы".

4.3 Анализ характеристик профессиональных тестов.

Выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

Управление промышленным предприятием в современных экономических условиях является сложной системой, с динамичной структурой. Это обусловлено возросшим количеством задач, возникающих в промышленности, расширением их номенклатуры и общим увеличением сложности их решения в условиях жёсткой конкуренции, возрастающей доли наукоёмких технологий и повсеместного внедрения АСУП.

Для успешного планирования и решения перспективных наукоёмких задач на промышленном предприятии экспертами проводиться детальная проработка проекта, оценивается большой объём исходных данных, на основе анализа которых строятся модели данных мероприятий. Как правило все мероприятия содержат множество профессиональных задач, для выполнения которых подбирают существующие, либо создают новые коллективы. Критерием для кадрового отбора, в данном случае, является набор профессиональных задач который необходимо выполнять коллективу и степень достаточной квалификации для успешного решения этих задач, с одной стороны, и рационального использования классных специалистов, с другой.

Основой процесса оценивания профессиональных знаний , называемого профессиональной квалиметрией, являются базы профессиональных знаний (БПЗ). Существуют модели представления и формирования БПЗ на основе экспертных знаний - эталонные БПЗ, основанные на исследованиях В.П. Беспалько, Н.Ф. Талызиной и др. , которые определяют профессиональные знания как результат деятельности по решению профессиональной задачи.

Однако в имеющихся разработках нет модели диагностики знаний субъекта как системы, объединяющей модели представления экспертных профессиональных знаний , модели представления и формирования БПЗ персонала и алгоритмы их оценки и комплексного описания квалификационного уровня. 5

Система управления промышленным предприятием, как любая, сложная система, имеет многоуровневую структуру, состоящую из взаимосвязанных подсистем. Для их проектирования используются существующие технологии системного анализа. В ряде работ описано применение CASE - технологий, множества IDEF, в частности, подмножества IDEFO, IDEF1X ,IDEF3 для функционального и объектно-ориентированного анализа и построения моделей процессов управления и функционирования предприятием, находящего, в последнее время всё более широкое применение в нашей стране. Поэтому актуальной областью исследований является разработка системы формирования и квалиметрического анализа профессионально -квалификационного уровня знаний, с использованием методов системного анализа , формальных моделей искусственного интеллекта, методов построения БПЗ , а также аппарата комплексной оценки квалификационного уровня знаний.

Определим цель и задачи диссертации. Целью диссертации является построение моделей формирования и содержания базы профессиональных знаний ,а также 1 и создание алгоритмов оценки квалификационного уровня специалистов в промышленности. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Системный анализ информационных процессов, основанный на методах

CASE-технологий и разработка, на его основе:

- модели требований информационной системы;

- модели реализации информационной системы;

- описания алгоритмов работы эксперта с системой.

- 2. Создание формальной модели информационной системы, которая описывает схемы обработки информации и включает в себя:

- формальную модель содержания базы профессиональных знаний;

- формальную модель правил формирования базы профессиональных знаний; 6

- формальные модели оценки и формирования выводов о квалификационном уровне; 3. Создание методологического обеспечения работы пользователя с системой.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных результатов, списка использованной литературы 100 наименований, двух приложений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана система формирования базы профессиональных знаний и оценки профессионально-квалификационного уровня. Она как универсальная модель состоит из следующих взаимосвязанных систем: эталонной базы знаний, алгоритма формирования профессиональной базы знаний субъекта, алгоритма квалиметрической оценки знаний и алгоритма оценки знаний.

2. Модель базы профессиональных знаний содержит:

- модель содержания базы профессиональных знаний, основанную на фреймах и содержащую знания декларативного характера;

- базу правил формирования БПЗ, формализованную с помощью продукций и описывающую процедурную часть информации.

3. В системе оценка и формирование выводов о квалификационном уровне, является комплексными свойствами, которые описываются через более простые - квалиметрические коэффициенты, исходными данными для которых являются весовые коэффициенты, определяемые экспертами.

4. Проведён системный анализ и создана модель реализации информационной системы, которая представляет собой ряд взаимосвязанных диаграмм и является набором исходных данных для кодогенерации с использованием систем автоматического проектирования.

5. Разработано программное обеспечение на основе формальной модели информационной системы формирования и квалиметрического анализа

108 профессионально-квалификационного уровня знаний, реализация которой является специализированной экспертной оболочкой.

6. Проведены эксперименты по внедрению информационной системы

109

1. Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах: Пер. с англ. / Под ред. И.А. Ушакова. М.: Советское радио, 1974.- 271 с. с черт.

2. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989. - 192 е.: ил.

3. Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов: Учеб. метод. пособие. - М,: Высш. шк., 1989. - 144 е., ил.

4. Борисов А.Н., Алексеев A.B., Меркурьева Г.В. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М.: Радио и связь, 1989. - 304 е.: ил.

5. Бородулин И.Н. Тестовый контроль-метод объективной оценки качества подготовки специалистов // Тезисы докладов Всесоюзной научн. -метод, конф. Часть 2. Уфа, 1991. - С. 155.

6. Братко И. Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 560 е.: ил.

7. Буканов Ф.Ф., Меркушев А.Н., Погорелова Е.В. Автоматизированная система оценки профессионального уровня // Тезисы докладов Республиканской науч.- метод, конф. "Пути и методы совершенствования учебного процесса". -Самара, 1992. -.с.54.

8. Буканов Ф.Ф., Меркушев А.Н., Погорелова Е.В. Информационная система формирования профессиональных задач // Тезисы докладов VI Республиканской науч.-метод. конф. "Индивидуализация обучения в ведущих вузах России". Самара, 1991.-С. 103110

9. Буканов Ф.Ф., Меркушев А.Н., Погорелова Е.В, Математическая модель системы автоматизированного формирования квалификационных требований //Тез. докл. Всесоюз. науч.- метод, конф. мПроблемы качества высшего образования". Часть 1-Уфа,1991,-С.46.

10. Буканов Ф.Ф., Меркушев А.Н. Погорелова Е.В. Подход к формированию базы квалификационных знаний на основе ЭВМ // Тез. докл. Республиканской науч. метод конф. "Совершенствование подготовки специалистов аэрокосмического профиля". Самара, 1992- С.84.

11. Вагин В.Н. Дедукция и обобщение в системах принятия решений." М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1938.-384 с. /Проблемы искусственного интеллекта/.

12. Вендров А. М. Применение САБЕ-технологии .- М.:1. Наука 1998 г.230с.

13. Генисаретский О.И. Понятие о деятельности // Тр. ВНИИТЭ. Сер. "Техн. эстетика", 1990. Вып, 61. Теоретические и методологические исследования в дизайне. Избранные материалы. 4.1. С. 110-114

14. Глазычев В.Л. Способы представления художественного конструирования//Тр. ВНИИТЭ. Сер. "Техн. эстетика", 1990. Вып.61. Теорети1.lческие и методологические исследования в дизайне. Избранные материалы. 4.1. С.69 - ПО.

15. Глотов В.А., Гречко В.М. Экспертный подход к выявлению критериев // Приборы и системы управления, 1975. №2. С. 10-11.

16. Гордиенко И.И. Интеллектуальные системы и методы обучения //Вестник высшей школы, 1989. №5. -С.47-52.

17. Долженко О.В., Шатуновский B.JI. Современные методы и технология обучения в техническом вузе: Метод, пособие. М.: Высш. шк., 1990. - 191 е.: ил.

18. Евланов Л.Г., Кутузов В.А. Экспертные оценки в управлении. -М.: Экономика, 1978. 160 с.

19. Ивашко В.Г., Кузнецов С.О. Оценки правдоподобия в продукционных экспертных системах // Экспертные системы: состояние и перспективы: Сб. науч. тр. М.: Наука, 1989. - С.92-103.

20. Г. Н. Калянов Структурный системный анализ / Под ред. В. Н. Вагина-М:,1996 240 с.

21. Карнаухов A.B., Черепанов B.C. О применении метода экспертных оценок для отбора задач и заданий // Проблемы педагогических измерений: Сб. науч. тр. М.: МГПИ им В.И. Ленина, 1984.- С.118-122.

22. Квалификационный справочник должностей руководителей, специалистов и служащих. Выпуск 1. Общеотраслевые квалификационные характеристики должностей руководителей, специалистов и служащих. -М.: Экономика, 1987. 224с.

23. Кесарева Л.И., Алексейчук И.С., Цванг В.А. Квалиметрия знаний по терапевтической стоматологии // Тезисы докладов Всесоюзной науч. -метод, конф. Часть 2. Уфа, 1991.- С.151.

24. Кузнецов В.Е. Представление в ЭВМ неформальных процедур. -М.: Наука, 1989. 159с.: ил.

25. Ларионова Г.А. Комплексные задания как средство формирования умения решать инженерные задачи в курсе общей физики втуза: Авто-реф. дис. .канд. пед. наук. Челябинск: Челябинский педагогический институт, 1991. -17 с.

26. Ларичев О.И. Наука и искусство принятия решений. М.: Наука, 1979.- 199 с.

27. Ларичев О.И. О возможностях человека в задачах принятия индивидуальных решений при многих критериях I/ Проблемы и методы принятия решений в организационных системах управления: Тр. конф. М.: ВНИИСИ, 1982. С. 5-12.

28. Ларичев О.И., Зуев Ю.А., Гнеденко Л.С. Метод классификации проектов проведения прикладных научных исследований и разработок // Перспективное планирование научных исследований и разработок.-М,:Наука, 1974.-С.24-33.

29. Ларичев О.И., Мечитов А.И., Мошкович Е.М., Фуремс Е.М. Выявление экспертных знаний (процедуры и реализации). М.: Наука, 1989. -128 с.

30. Левин Р., Дранг Д., Эдельсон Б. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями113на Бейсике: Пер, с англ.; Предисловие М.Л. Сальникова, Ю.В. Сальниковой. М.: Финансы и статистика, 1990. - 239 е.: ил.

31. Лорьер Ж.-Л. Системы искусственного интеллекта: Пер. с франц. М.: Мир, 1991. - 568-е.: ил.

32. Марченко Е.К. Единая система комплексной компьютеризации учебного процесса. Методика количественного описания содержания учебной информации и уровней ее усвоения. М,: МИСиС, 1987. - 31 с.

33. Минский М. Фреймы для представления знаний: Пер. с англ. -М.: Энергия, 1979. 151 с.

34. Михалева Т.Г. Качество подготовки специалистов как проблема // Современная высшая школа №2/70/1990. С.147-157.

35. Михеев В.И. Моделирование и методы теории измерений в педагогике: Научно- метод, пособие для педагогов-исследователей, математиков, аспирантов и научных работников, занимающихся вопросами методики пед. исследований. М.: Высш. шк., 1987. - 200 е.: ил.

36. Михелькевич В.Н., Галицкий С.Я. Функционарная инженерная специализация студентов старших курсов эффективный путь повышения уровня профессиональной подготовки специалистов //Современная высшая школа, №3(63) 1988. - С.183-192.

37. Мошкова И.Н., Малов С.Л. Психология производственного обучения: Метод, пособие. М.: Высш. шк., 1990. - 207 е.: ил.

38. Нильсон Н. Принципы искусственного интеллекта.: Пер, с англ. -М.: Радио и связь, 1985. 373 с.114

39. Нейлор Н. Как построить свою экспертную систему: Пер. с англ,-М.: Энергоатомиз дат, 1991.-286с.: ил.

40. Общесоюзный классификатор. Профессии рабочих, должности служащих и тарифные размеры. М.: Госкомтруд, 1986. - 304 с.

41. Основные направления перестройки высшего и среднего специального образования в стране. Бюллетень Минвуза СССР, 1987.- С. 1-21.

42. Отраслевой классификатор. Структурные подразделения предприятий и организаций. Часть 1. Объекты производственного, административного, социально-культурного и бытового назначения. Высшие классификационные группировки. М.: Статистика, 1985,- 99 с.

43. Панкова Л.А., Петровский A.M., Шнейдерман М.В. Организация экспертизы и анализ экспертной информации. М.: Наука. 1984.- С. 120.

44. Переверзев-Орлов B.C. Советчик специалиста. Опыт разработки партнерской системы. М.: Наука, 1990. - 133 с.

45. Переверзев-Орлов В. С. Система "Советчик врача" //Экспертные системы: состояние и перспективы. Под ред. Поспелова Д.А. -М.:Наука,1989. С.104-109.

46. Перспективы развития вычислительной техники: В 11 кн.: Справ, пособие/Под ред. Ю.М. Смирнова. Кн.2. Интеллектуализация ЭВМ / Е.С. Кузин, А.И. Ройтман, И.Б. Фоминых, Г.К. Хахалин. М.: Высш. шк., 1989. - 159 е.: ил.

47. Приобретение знаний: Пер. с япон. /Под ред. С. Осучи, Ю. Са-эки. М.: Мир, 1990. -304 е.: ил.115

48. Погорелова Е.В., Буканов Ф.Ф., Меркушев А.Н. Автоматизированная система оценки уровня профессиональных знаний // Самара, 1994. -С. 72.

49. Погорелова Е.В. База знаний для оценки квалификации специалиста//Материалы регионального постоянно действующего семинара "Методы использования искусственного интеллекта в автоматизированных системах". Самара, 1991. - С.53-62.

50. Пойа Д. Математическое открытие. Решение задач: основные понятия, изучение и преподавание: Пер, с англ. М.: Наука, 1976. - 448 с.

51. Полищук Ю.М., Хон В.Б. Теория автоматизированных банков информации: Учебное пособие для вузов по спец. "Автоматизированные системы обработки информации и упр." М.: Высш. шк., 1989.- 184 е.: ил.

52. Попов Э.В. Общение с ЭВМ на естественном языке. М.: Наука, 1982.-360 с.

53. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект основа новой информационной технологии. -М.: Наука, 1988. - 280 е.: ил.

54. Поспелов Д.А. Моделирование рассуждений: Опыт анализа мыслительных актов. -JL: Радио и связь, 1969. 184.C.: ил.

55. Поспелов Д.А. Продукции в интеллектуальных системах. Послесловие к кн. Кузнецова В.Е. Представление в ЭВМ неформальных процедур//Кузнецов В.Е. Представление в ЭВМ неформальных процедур. М.: Наука, 1989. - С. 146-196.

56. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. -М.: Наука, 1986. 284 е.: ил.

57. Пфанцагль И. Теория измерений. М.: Мир, 1976. - 249 с.

58. Рыжов В.А. Организация профориентационной работы в развитых капиталистических странах. М.: Высш. шк., 1987. - 96 с.

59. Рыжов В.А. Профессиональная ориентация и подготовка кадров в Великобритании. М.: Высш. шк., 1991. - 159 е.: ил.116

60. Савельев А.Д., Малахова т.п. Об одном методе создания базы научных результатов для научно-педагогических работников вузов //Сб. науч. тр. М.: НИИВО, 1991. - С.131 - 139.

61. Селезнева H.A. К формированию новой методологии управления качеством высшего образования // Тезисы докладов Всесоюзной науч.- метод. конф., Часть 1. Уфа, 1991. - С.З.

62. Смирнова Е,С. Формирование модели деятельности специалиста с высшим образованием. Томск: Изд-во Томского универсивтета, 1984. -198 с.

63. Суппес П., Зинес Дж. Основы теории измерений //В кн.: Психологические измерения. М.: Мир, 1967.-c.9-l 10.

64. Талызина Н.Ф., Печенюк Н.Г., Хихловский Л.Б. Пути разработки профиля специалиста. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1987. - 176 с.

65. Татур Ю.Г., Михалева Т.Г., Печенюк Н.Г. Новые аспекты старых терминов (квалификационная характеристика сегодня)//Вестник высшей школы,1989, №12. С.3-9

66. Таунсенд К., Фохт Д. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональных ЭВМ: Пер. с англ. /Предисл. Г.С. Осипова. М.: Финансы и статистика, 1990. - 320 е.: ил.

67. Тейз А., Грибомон П., Лун Ж. и др. Логический подход к искусственному интеллекту: от классической логики к логическому программированию. М.: Мир, 1990. - 432 е.: ил.

68. Терешин H.A. Прикладная направленность школьного курса математики: Кн. для учителя. М.: Просвещение, 1990. - 96 е.: ил.

69. Тулькибаева H.H. Методические основы обучения учащихся решению задач по физике: Автореф. дис. .докт. пед. наук. Л.: Государственный педагогический институт им. А. И. Герцена, 1989. 32 с.

70. Тулькибаева H.H. Понятие способа обучения учащихся умению решать задачи // Совершенствование процесса формирования научных по117нятий у учащихся школ и студентов вузов. Межвуз. сб. - Челябинск: Челябинский педагогический институт, 1988. - С.48-55.

71. Тулькибаева H.H. Эвристико-алгоритмический подход к моделированию деятельности //Материалы регионального постоянно действующего семинара "Методы использования искусственного интеллекта в автоматизированных системах". Самара, 1991. - С.39-43.

72. Тюнников Ю.С. Политехнические основы подготовки рабочих широкого профиля: Метод, пособие. М.: Высш. шк., 1991. - 192 е.: ил.

73. Уинстон П. Искусственный интеллект: Пер. с англ. М.: Мир, 1980.-519 с.

74. Фонды комплексных квалификационных заданий по специальностям высшего образования. Методические рекомендации по разработке. Под общей редакцией В.П. Беспалько и H.A. Селезневой. М.: Гособразование СССР. 1989.

75. Франселла Ф., Баннистер Д. Новый метод исследования личности: Руководство по репертуарным личностным методикам: Пер. с англ. / Общ. ред. и предисл. Ю.М. Забродина и В.И. Похилько. М.: Прогресс, 1987.-236 е.: ил.

76. Хайруллин И.Х., Афанасьев Ю.В., Исмагилов Ф.Р. Автоматизация разработки системы квалификационных заданий для оценки профессиональной подготовки специалистов fJ Тезисы .докладов Всесоюзной на-уч.-метод. конф. Часть 1. Уфа, 1991. - С.43.

77. Хювёнен Э., Сеппянен Й. Мир Лиспа. В 2-х т. Т.2: Методы и системы программирования. Пер. с финск. М.: Мир, 1990. 319 с.

78. Черемных А. М. Структурный анализ систем IDEF1. М: 1998, 240с.

79. Черепанов В. С. Экспертные оценки в педагогических исследованиях. М.: Педагогика, 1989. - 152 с.118

80. Юзеф Юра. Методологические проблемы модели выпускника высшего учебного заведения // Современная высшая школа, №1 (61) 1988. с.117-126.

81. Якубович С.К., Погорелова Е.В. Формально-логическая модель квалификационной базы знаний // Материалы регионального постоянно действующего семинара "Методы использования искусственного интеллекта в автоматизированных системах". Куйбышев,1989.-С.12-19.

82. Губанов Н.Г. Применение методов структурного проектирования для создания информационных систем профессиональной диагностики / Самара, 2003.-14 е.; ил.-Библиогр.Зназв.-Рус.-Деп. в ВИНИТИ № 94-В2003

83. Губанов Н.Г. Информационная система диагностики профессиональных знаний. / Тезисы докладов второй международной науч,-техн. конф. "Моделирование и исследование сложных систем". -Москва, 1998,-с. 167

84. Губанов Н.Г. Информационная система генерирования тестов профессиональной диагностики/ Тезисы докладов молодежной науч. Конф. "XXII Гагаринские Чтения" Москва, 1996, - с. 217

85. Simon Н. Computers non-numerical computation | Proc. Nat. Acad. Sei. US.Phys. Sei. 1980. Vol.77 41. p.6284-6288.

86. Training Opportunies for Managers. Tavistock Institute of Human Resources. 1988.123