автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Структурирование технологических знаний о производстве радиоэлектронной аппаратуры с применением метода ситуационного управления

На правах рукописи

Васильева Татьяна Юрьевна

СТРУКТУРИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ О ПРОИЗВОДСТВЕ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА СИТУАЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Специальность 05 13 06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в электронике, радиотехнике и связи)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2008

003444736

Работа выполнена в Московском авиационном институте (государственном техническом университете) «МАИ»

Научный руководитель

- кандидат технических наук, доцент Дембицкий Н Л Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор, директор НТЦ ОАО «Завод «Автоприбор» Руфицкий М В

- кандидат технических наук, доцент, заместитель заведующего кафедрой «Конструирование и технология производства ЭА»

МГТУ имени Н Э Баумана Власов А И

Ведущая организация

ОАО «Радиотехнический институт имени академика А Л Минца»

Защита диссертации состоится «30» сентября 2008 года в И 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 125 02 при Московском авиационном институте (государственном техническом университете) «МАИ» по адресу 125993, г Москва, А-80, ГСП-3, Волоколамское шоссе, д 4.

Отзыв по работе, заверенный печатью, в 2-х экземплярах просьба направлять по указанному адресу в диссертационный совет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ

Автореферат разослан 10 июля 2008 года Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212 125 02 кандидат технических наук, доцент

Общая характеристика работы

Актуальность темы В последние годы наблюдаются радикальные

структурные изменения существовавших ранее систем управления технологическим процессом производства (ТПП) радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) Общая тенденция современного общества - нехватка высококвалифицированных кадров, повышение требований к интенсивности работы предприятий и качеству выпускаемой продукции, рыночная конкуренция вынуждают руководство предприятий рассматривать вопросы внедрения в производство все более совершенные программные комплексы

В настоящее время создано большое количество высокоэффективных средств и систем, решающих задачи технологической подготовки и управления производством Однако требования, предъявляемые к современному производству, ставят новые сложные задачи, которые невозможно решать без применения средств и методов искусственного интеллекта (ИИ)

Необходимость применения ИИ в производстве РЭА обусловлена ростом масштаба работ по интенсификации и компьютеризации технологического производства, комплексной автоматизацией шггегрированного управления функционированием технологических процессов, а также в последовательной увязке по иерархическим уровням, интеграции в единую систем) сбора и обработки данных с целью повышения качества и эффективности всех звеньев управления производством

Сравнительная характеристика программ с искусственным интеллектом и традиционных программных комплексов говорит о преимуществах ИИ по характеру исходной информации, поиску, структуре, модернизации нечеткой информации, что существенно при проектировании ТПП РЭА

Одним из разделов области ИИ являются системы обработки знаний, в частности -экспертные системы (ЭС), позволяющие эффективно решать задачи поддержки принятия решений, основанных на знаниях специалистов-экспертов Так как в области автоматизации управления ТПП РЭА необходимо интегрировать большой объем накопленных знаний, то применение ЭС значительно упростит решение данной задачи

Исследования в области ИИ и ЭС показали эффективность применения интеллектуальных систем поддержки принятия решений, основанных на экспертных знаниях, для решения технических задач Основные результаты данных исследований - обобщенные модели исследуемых областей знаний, модели имитации профессиональной деятельности специалистов

экспертов, алгоритмы методик преобразования информации на основе экспертных оценок, правила построения информационного пространства в компьютерной среде и т д

Разработка ЭС ТПП РЭА требует привлечения большого количества специалистов, как технологического профиля, так и специалистов по преобразованию экспертной информации -инженеров по знаниям Одной из главных причин высокой трудоемкости, стоимости и времени подготовки подобных систем является отсутствие и недостаточная проработка методик взаимодействия специалистов в данном процессе Как отмечается в ряде работ, эта задача в настоящее время недостаточно формализована и поэтому является камнем преткновения в разработке ЭС Таким образом, возникает необходимость в проведении исследований и разработок в данном направлении, то есть в учете специфических особенностей и детальном анализе предметной области - ТПП РЭА

Цель работы - повышение эффективности автоматизации технологической подготовки производства РЭА средствами экспертных систем путем накопления и использования знаний специалистов Для достижения поставленной в работе цели потребовалось решить следующие задачи

• провести исследование моделей представления знаний о ТПП РЭА,

• провести исследование методов преобразования поля знаний при создании ЭС,

• разработать методы структурирования поля знаний ЭС ТПП РЭА,

• разработать методику структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА

Область исследования - теоретические основы, методы и алгоритмы построения экспертных и диалоговых подсистем, включенных в АСУТП, ЛСУП, АСУПП Объект исследования - ТПП РЭА Методы исследования:

Теория искусственного интеллекта, теория ЭС, теория графов, теория инженерии знаний, теория нечетких множеств, теория принятия решении и метод ситуационного управления

Научная новизна данной работы:

• определено, что структурные и функциональные свойства ТПП РЭА позволяют при накоплении знаний применять формализованные процедуры, основанные на структурировании информации и ситуационном управлении,

• предложен подход к решению задачи преобразования технологических знаний, который позволяет согласовать и подчинить строгим правилам процесс извлечения и

дополнения экспертной информации, необходимый для разработки систем на языках представления знаний,

• разработана методика структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА, стандартизирующая формы и модели представления техноюгической информации в виде таблиц, графов и алгоритмов

Значимость полученных результатов для теории и практики В работе рассмотрены теоретические и практические вопросы решения задач структурирования знаний ЭС ТПП РЭА

Разработанная методика преобразования технологической информации позволяет облегчить передачу знаний и опыта специалистов, повысить качество и эффективность процесса создания ЭС ТПП РЭА Ее реализация применительно к решению техночогических задач позвочяет решить часть проблем, возникающих на современном предприятии (недостаточное количество высококвалифицированных специалистов, высокие требования к качеству выпускаемой продукции и тд) Программное обеспечение, разработанное в рамках диссертационной работы, нашло свое применение в ряде инженерных проектов, ориентированных на решение задач формализации экспертных технологических знаний, документооборота и информационно-справочного обеспечения

Практическая значимость диссертации подтверждается актами о внедрении результатов исследования

• в техночогическом отделе ОАО «Радиотехнического института имени академика A JI Минца» г Москвы,

• в технологическом отделе ГУП «Опытного завода №408 ФАС России» г Москвы,

• в технологическом отлете ОАО НПО « ЛЭМЗ» г Москвы

Реализация результатов работы. Представленные в работе результаты были реализованы в программах «Экспертная система проектирования технологических процессов производства деталей РЭА», «Экспертная система по определению набора оптимальных типовых технологических процессов для изготовления субблоков» и «Подбор программного обеспечения для продукционной модели представления знаний в ЭС ТПП РЭА», написанных с использованием программной оболочки Fuzzy CLIPS б 04

Разработанная в диссертации методика структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА включена в стандарт предприятия «Правила разработки технологических процессов» СТП408-14-005-80 ГУП «Опытный завод №408 ФАС России» г Москвы

Программы «Экспертная система по определению набора оптимальных типовых технологических процессов для изготовления субблоков» и «Подбор программного обеспечения для продукционной моде™ представления знаний в ЭС ТПП РЭА» зарегистрированы отделом регистрации программ для ЭВМ Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (№2007611880, №2008610813) Правообладателем исключительного права на данные программы является ОАО «Радиотехнический институт имени академика А Л Минца» г Москвы

Апробация работы Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях

• на юбилейной научно-технической конференции молодых ученых «Информационные технологии и радиоэлектронные системы посвященной 60-льтию факультета «Радиоэлектроника тештельных аппаратов» МАИ (Москва 25 мая 2006 г)

• на юбилейной научно-технической конференции «Инновации в радиотехнических информационно-телекоммуникационных технологиях», посвященной 60-летию ОАО «Радиотехнического института имени академика АЛ Минца» и факупыега «Радиоэлектроника летательных аппаратов» МАИ (Москва, 24-26 октября 2006 г),

• на всероссийском молодежном научно - инновационном конкурсе -конференции «Электроника 2006» (Зеленоград, 30 ноября 2006 г),

• на научно-технической конференции молодых ученых «Информационные технологии и радиоэлектронные системы » (Москва, 19 апреля 2007 г ),

• на конференции молодых ученых факультета «Радиоэлектроники летательных аппаратов» МАИ «Информационные технологии и радиоэлектронные системы», посвященной 80-летию профессора П А Бакулева, прошедшей в рамках всероссийской конференции молодых ученых и студентов «Информационные технологии в авиационной и космической технике - 2008» (Москва, 21 апреля 2008 г)

Публикации По теме диссертации опубликовано 13 научных статей, список которых приводится в заключительной части автореферата

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 114 наименований, и 8 приложений Основная часть работы изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 18 рисунков, 20 формул и 15 таблиц

Основное содержание работы

Во введении обоснована необходимость разработки компьютерных систем поддержки принятия решений в области ТПП РЭА, а также формируется цель и основные направления исследований - исследование моделей представления знаний о ТПП РЭА и методов преобразования информации при проектировании ЭС

В первой главе проведено исследование закономерностей, свойств и методов автоматизации проектирования ТПП РЭА Рассмотрен метод проектирования ТП без прототипа как наиболее сложный, где опора идет на общие закономерности проектирования, технологии и эвристики, справедливые для ограниченного класса изделий РЭА и условий их производства, а также достоверные критерии оценки решений, сформулировать которые может только технолог-эксперт

Проведен анализ современного состояния информационного обеспечения поддержки ТПП РЭА Показано, что существующие программные комплексы как отечественных, так и зарубежных разработчиков, позволяют оказать значительную поддержку при расчете технологических параметров Однако особенности ТПП РЭА -усложнение схемных и конструктивных решений, функциональных связей вместе со значительным увеличением численности элементов - создают большие трудности процесса формализации знаний, что объясняет невозможность использования существующих компьютерных систем без профессиональных знаний и большого опыта работы Для работы с информационным потоком на производстве предложено рассмотреть программы, построенные на принципах ИИ - ЭС, так как традиционное программное обеспечение не предусматривает достижения результата проектирования, сравнимого с результатами работы экспертов - модификации целей и методов их достижения, предпочтений при функционировании ЭС, представление проектировщику средств пополнения знаний, разрешения противоречий и т д

Проведен сравнительный анализ существующих методик разработки ЭС, который показал, что на современном этапе сложилась определенная технология их разработки, включающая шесть основных этапов -идентификация и концептуализация проблемы, формализация экспертной информации, реализация прототипной версии ЭС, опытная эксплуатация ЭС, перепроектирование прототипной версии ЭС

Показано, что в существующих методиках дан лишь обобщенный подход к работе с полем знаний - неформальным описанием проблемной области, а также формализации знаний - разработке базы знаний на языке, соответствующем структуре поля знаний

Проведен анализ существующих методик создания ЭС и выявлен ряд недостатков, к которым можно отнести необходимость дополнительных исследований и построение моделей и методов преобразования экспертной информации в поле знаний на этапах концептуализации и формализации

В данной главе такл.е проведен анализ новейших разработок в области интеллектуальных систем для решения технических задач который показал, что в области работы с полем знаний и методики создания ЭС ТИП РЭА задача разработки и промышленного применения интеллектуальных систем и поддержки принятия решений остается не решенной

Во второй главе проведено исстедование и разработка методов представления поля экспертных знании

Так как "IПП РЭА обладает иерархией понятий, внутриэлементными и межэлементными связями, то требуется использовать методы объектно-структурного анализа экспертной информации, для оптимизации которой используется алгоритм, представленный в виде матрицы объектно-структурного анализа (ОСА), позволяющей сформировать концептуальную и функциональную структуры технологических знаний Однако рассмотренный метод представления знаний не дает четкого определения стратегии принятия решений и структурирования поля знаний, то есть представляет собой систему процессов управления принятием решений экспертом Поэтому для стадии определения отношений, стратегии принятия решении и структурирования поля знаний рассмотрены концепции систем ситуационного управления, которые включают анализ объектов управления и формирования информационного описания процессов принятия решений

В результате проведенных исследований разработаны следующие методы структурирования информации о ТПП РЭА

• метод построения блок-схемы дуальной стратегии проектирования,

• метод разработки матрицы объектно-структурного анализа,

• метод построения графа многошагового вывода решений,

• метод построения системы принятия решений

Рассмотрим подробнее разработанные методы

Метод построения блок-схемы дуальной стратегии проектирования Данный метод позволяет провести обобщенное структурирование имеющейся экспертной информации, распределить на уровни и установить возможные взаимосвязи между объектами информации - технологический процесс, технологические операции, технологическое оборудование, материалы и т д (см рис 1)

Метод разработки матрицы объектно-структурного анализа (ОСА) Для уточнения экспертной информации разрабатывается матрица ОСА (таблица 1), состоящая из уровней (технологический процесс, часть процесса, операции, оборудование, материалы и тд) и стоев (назначение техноюгической операции, исполнитель, особенности предприятия, особенности РЭА цех, отдел, очередность процесса, обоснование выбора данного варианта решения и т д )

Метод построения графа многошагового вывода решений

Граф многошагового вывода решений позволяет графически выразить взаимосвязь действий и объектов на основе данных, отраженных в матрице ОСА (рис 2) Для построения графа выбрана структура принятия решений - конъюнкция элементарных струюур принятия решений - СПР 4, - так как требуется обобщить множество действий, реализация которых соответствует определенному уровню принятия решений, что необходимо для учета особенностей производства РЭА Далее по этим данным строится базовый имитационный сценарий описания задач принятия решений

\У(^) = <(Ха,Хь, Хг)с<М5„иЛТП,>, (1)

1=1,к

где X, - множества понятий,

М и - структура принятия решений, ЛТП, - логико-трансформационные правила,

т е совокупность описаний понятий и всех логико-трансформационных правил, интерпретирующих СПР 4

Таблица 1

Пример матрицы ОСА для структурирования поля знаний ЭС ТПП РЭА

процесс части процесса операции оборудование матер иалы

назначение • ... •

исполнитель • • ••

варианты решений (особенности предприятия- производителя)

варианты решении (особенности РЭА)

цех, отдел • • • ...

очередность

обоснование выбора данного варианта решения

Индуктибная стратегия

8; §

С§

Дедуктидная стратегия

Рис 1 Блок-схема дуальной стратегии проектирования

технологического процесса.

\ I - Имя объята -- 061 е грн связь

Рис 2 Граф мни ошагового вывода решений Метод построения системы принятия решений

Преобразование графа многошагового вывода в систем) принятия решений

(рис 3)

О0=<Св,Сс,Он> (2)

Задача формирования Ов - информация о процессе функционирования объекта управления - технологического процесса (число уровней О в - это чисто моделируемых уровней управления, а число вершин - число классов объектов, включенных в процесс принятия решений)

Задача Он - классификатор типовых решений по управлению, обозначаемых именем действия, которые необходимо выполнить в соответствующем классе ситуаций

Граф вс - характеристики выполнения действий гипотетического характера (расчет, прогнозирование, моделирование подпроцесса, оценка состояния смежных подсистем или объектов, оценка вариантов)

-У п зтапа проектирования ТПП РЭА 5/

, 52 51 - 5п - Страта матрица ОСА

Ю - Кп - Кшссарикатар решении

Ш - Чп - УроИни мотрииа ОСА

этапа принятии решении

Рис 3 Система принятия решений

Третья глава посвящена разработке методики структурирования баз знаний ЭС

ТПП РЭА с использованием готовой программной оболочки

Методика структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА.

(Основные этапы)

1 Произвести обобщенное структурирование экспертной информации - построить граф, отражающий дуальную концепцию функциональной структуры баз знаний

2 Уточнить экспертную информацию для системной увязки технологических параметров - построить матрицу объектно-структурного анализа (ОСА)

3 Записать структуру принятия решений и базовый имитационный сценарий описания задач - построить граф многошагового вывода решений

4 Преобразовать граф многошагового вывода решений в граф принятия решений

5 Осуществить выбор программного обеспечения ( программной оболочки) для продукционной модели представления знаний

6 Создать блок - схему программы ЭС на основе выбранной программной оболочки - учесть функции диалога с пользователем, вывод комментариев и итоговых решений работы ЭС При этом правила ПО структурируются согласно графу принятия решений (п 4 данной методики)

7 Составить листинг программы ЭС ТПП РЭА с учетом конструктивных особенностей программной оболочки

8 Составить инструкцию пользователя программы ЭС ТПП РЭА

Первые четыре этапа методики - это методы, разработанные во второй главе Пятый этап - выбор программной оболочки для продукционной модели представления знаний о ТПП РЭА - описывает набор требований, необходимых для выбора программной оболочки с учетом ее назначения

Шестой этап описывает требования для создания алгоритма представления знаний в программной оболочке Он позволяет структурированную с помощью разработанного метода построения системы принятия решений, информацию о технологическом процессе представить в виде системы функций и правил программной оболочки (рис 4)

!

Рис 4 Алгоритм представления знаний в программной оболочке на основе продукционных правил

Седьмой и восьмой этапы описывают рекомендации по составлению листинга программы и инструкции потьзователя, что необходимо для возможности ее редактирования и эксплуатации

В четвертом главе описана практическая реализация методики структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА на примере преобразования экспертной информации по выбору материалов для изготовления печатной платы (ПП) усилителя зв>ковой частоты

На основе исходных данных выбрано несколько независимых направлений исстедований, которые треб>ется произвести для решения поставленной задачи Каждое направление исследования разбивается на нескочько уровней Переход к каждому уровню происходит после исследования критериев, которые сверяются

• с исходными данными,

• с данными, полученными на предыдущем этапе исследования, дополненными согтасно требованиям ГОСТ 23752-86,

• с запросами к пользоватено системы

Произведено структурирование экспертной информации разработанными методами

Далее произведен выбор программной оболочки для продукционной модети представления знаний

Определено, что, несмотря на большой выбор программных средств, наиболее распространенным языком представления знаний является CLIPS Более 80% экспертных систем используют именно его

Рассмотрены достоинства и недостатки приложений языка CLIPS , а также произведен выбор наиболее подходящей оболочки- FUZZYCLIPS 6 04 для реализации рассматриваемой в диссертации ЭС и сформированы этапы разработки базы знаний и правила структурирования знаний для оформления листинга программы

Представлены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие работоспособность разработанной методики структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА Представлена практическая ценность результатов диссертационной работы - основные этапы апробации и внедрения ЭС в производство РЭА

В заключении сформулированы основные результаты работы, определены направления дальнейших исследований

Основные результаты диссертационной работы

• проведено исследование структуры технологических знаний производства РЭА, которое показало, что технологические процессы имеют иерархическую структуру, дуальную стратегию проектирования, а также требуют обязательного учета взаимосвязи особенностей производства и конкретного предприятия-производителя РЭА, что позволяет использовать эти свойства для формализации приобретенных знаний в процессе разработки ЭС,

• предложены взаимосвязанные методы поэтапного преобразования знаний о ТПП РЭА, позволяющие дополнить, структурировать и формализовать экспертные знания,

• предложен алгоритм представления знаний в программной оболочке на основе продукционных правил, позволяющий структурированную с помощью разработанного метода построения системы принятия решений, информацию о ТПП представить в виде системы функций и правил программной оболочки

• разработана методика структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА, осущесгвчяюшая переход от структурного представления ТПП РЭА к его представлению в виде программы системы обработки знаний, что позволяет в отличие от существующих методик создания ЭС значительно сократить время и уменьшить трудоемкость процесса получения и преобразования экспертных знаний,

Степень обоснованности и достоверности полученных научных результатов

Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, базируются на корректном использовании теории искусственного интеллекта, теории экспертных систем, теории графов, метода ситуационного управления, теории нечетких множеств и теории принятия решений

Достоверность научных результатов подтверждается соответствием теоретических моделей и практически полученных результатов, а также внедрением в промышленность

Список опубликованных работ по теме диссертации

1 Васильева Т Ю Применение интеллектуальных систем при проектировании устройств с использованием интегрированного подхода к управлению технологическим процессом на производстве // «Акт>альные проблемы современной науки», 2006, №1(28), с 192-197

2 Васильева Т 10 Управтение технологией проектирования изделий на производстве с использованием современных программных комплексов // «Техника и технология», 2006, №1(13), с 23-26

3 Васильева Т Ю Применение экспертных систем при управлении технологическим процессом производства РЭА // «CHIP news - инженерная микроэлектроника», 2006, №2, с 30-37

4 Васильева Т Ю Моделирование структуры экспертной системы проектирования технологических процессов производства РЭА // «CHIP news - инженерная микроэлектроника», 2006, №6, с 60 - 61

5 Васильева Т Ю, Дембицкий Н Л Экспертная система технологического процесса для единичного и меткосерийного производства РЭА // Вычислительная техника Информационные технологии Электронный журнал «Труды МАИ», 27 июля 2006, №24

6 Васильева Т 10 Управление технологией проектирования изделий на современном производстве с использованием программных комплексов // «Приборостроение и средства автоматизации», 2006, №3, с 65-67

7 Васильева Т Ю Применение интеллектуальных систем при проектировании устройств и с использованием интегрированного подхода к управлению технологическим процессом на производстве // «Приборостроение и средства автоматизации», 2006, №4, с 64 - 68

8 Васильева Т Ю, Дембицкий Д Н, Дембицкий Н Л Оболочка экспертных систем проектирования радиоэлектронных средств // «CHIP news - инженерная микроэтектроника», 2006, №8, с 60 - 62

9 Васильева Т Ю Экспертная система технологического процесса для единичного и мелкосерийного производства РЭА // «Информационно-измерительные и управляющие системы», 2006, №11, т 4, с 58-60

10 Васильева ТЮ Структура экспертной системы проектирования технологических процессов производства РЭА // Инновации в радиотехнических информационно -телекоммуникационных технологиях Юбилейная научно - техническая конференция Сборник докладов в 2-х частях Часть 1 - М, Издательство ЗАО «Экстра Принт», 24 - 26 октября 2006, с 297 - 302

11 Васильева Т Ю Инновации в проектировании технологических процессов производства РЭА // Всероссийский молодежный конкурс - конференция «Электроника 2006» тезисы докладов конференции М МИЭТ, 2006, с 74

12 Васильева Т Ю Оценка экономической эффективности внедрения экспертных систем в производство РЭА // «CHIP news - инженерная микроэлектроника», 2007, №5,

с 15- 16

13 Васильева ТЮ Структурирование знаний о технологии производства устройств беспроводной и мобильной связи // «Информация и космос», 2008, №3, с 48-54

Введение

Глава 1 Исследование способов проектирования технологических процессов производства РЭА. Постановка задач диссертации.

1.1 Исследование закономерностей, свойств, средств и методов представления знаний при автоматизации ТГТП РЭА.

1.2 Анализ программных комплексов автоматизации ТПП.

1.3 Сравнительный анализ существующих методик разработки ЭС.

1.4 Исследование моделей и методов представления знаний в системах ИИ. Выбор метода для создания баз знаний ЭС ТПП РЭА.

1.5 Цель и задачи диссертации.

Вывод к 1 главе.

Глава 2 Исследование и разработка моделей и методов представления знаний в ЭС ТПП РЭА.

2.1 Исследование методов представления поля экспертных знаний.

2.2 Исследование свойств метода ситуационного управления для структурирования информации в базах знаний ЭС ТПП РЭА.

2.3 Разработка методов структурирования поля знаний

ЭС ТПП РЭА.

Выводы ко 2 главе.1.

Глава 3 Разработка методики структурирования баз знаний

ЭС ТПП РЭА.

3.1 Анализ проведенных исследований о методах разработки ЭС.

3.2 Создание методики структурирования баз знаний

ЭС ТПП РЭА.

Вывод к 3 главе.

Глава 4 Практическая реализация методики структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА.

4.1 Реализация методики структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА на примере структурирования экспертной информации по выбору материалов для ПП.

4.2 Описание ЭС, внедренных в производство.

Вывод к 4 главе.

Актуальность темы. В последние годы наблюдаются радикальные структурные изменения существовавших ранее четких систем управления технологическим процессом производства радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Общая тенденция современного общества - недостаточное количество высококвалифицированных кадров, повышение требований к интенсивности и качеству производства, рыночная конкуренция, вынуждают руководство предприятий рассматривать вопросы внедрения в производство все более совершенные программные комплексы [1-5].

Однако существующие технологические системы созданы лишь как средство существенно ускоряющее и упрощающее некоторые этапы проектирования технологии расчета режимов и норм, формирования состава переходов, выбора необходимой оснастки и инструментов, формирование документации и операционных эскизов, но не решающих задачи логической обработки экспертной информации и её формализации [2, 5-7]. К тому же, пока не существует программных комплексов, решающих задачи совершенствования технологической подготовки производства РЭА [8-12]. Специфические условия обеспечения высокой надёжности РЭА и заданных характеристик в условиях эксплуатации обусловливают высокие требования к качеству используемых материалов, оборудования, а также к технологическим процессам (ТП) изготовления РЭА [13-18].

Вместе с тем, производство РЭА должно быть экономически эффективно. При проектировании ТП следует предусматривать сокращение трудоёмкости подготовки производства, капитальных затрат, численности сложных и трудоёмких операций, использование минимального числа единиц оборудования, максимального числа стандартных, унифицированных и типовых сборочных единиц и функциональных узлов РЭА [19-21].

В настоящее время создано большое количество высокоэффективных средств и систем, решающих задачи технологической подготовки и управления производством. Однако требования, предъявляемые к современному производству, ставят новые сложные задачи, которые невозможно решать без применения средств и методов искусственного интеллекта (ИИ) [2, 22-25].

Необходимость применения ИИ в производстве РЭА обусловлена ростом масштаба работ по интенсификации и компьютеризации технологического производства, комплексной автоматизацией интегрированного управления функционированием технологических процессов, а также в последовательной увязке по иерархическим уровням, интеграции в единую систему сбора и обработки данных с целью повышения качества и эффективности всех звеньев управления производством.

Сравнительная характеристика программ с искусственным интеллектом и традиционных программных комплексов говорит о преимуществах ИИ по характеру исходной информации, поиску, структуре, модернизации нечеткой информации, что существенно при проектировании ТПП РЭА[ 1,26,27].

Одним из разделов области ИИ являются системы обработки знаний, в частности - экспертные системы (ЭС), позволяющие эффективно решать задачи поддержки принятия решений, основанных на знаниях специалистов-экспертов. Так как в области автоматизации управления ТИП РЭА необходимо интегрировать большой объем накопленных знаний, то применение ЭС значительно упростит решение данной задачи.

Исследования в области ИИ и ЭС показали эффективность применения интеллектуальных систем поддержки принятия решений, основанных на экспертных знаниях, для решения технических задач [1, 28-34]. Основные результаты данных исследований — обобщенные модели исследуемых областей знаний, модели имитации профессиональной деятельности специалистов -экспертов, алгоритмы методик преобразования информации на основе экспертных оценок, правила построения информационного пространства в компьютерной среде и т.д.

Разработка ЭС '11 ill РЭА требует привлечения большого количества специалистов, как технологического профиля, так и специалистов по преобразованию экспертной информации - инженеров по знаниям. Одной из главных причин высокой трудоемкости, стоимости и времени подготовки подобных систем является отсутствие и недостаточная проработка методик взаимодействия специалистов в данном процессе [22, 24, 35-37, 41-43, 47-50]. Как отмечается в ряде работ, эта задача в настоящее время недостаточно формализована и поэтому является камнем преткновения в разработке ЭС. Таким образом, возникает необходимость в проведении исследований и разработок в данном направлении, то есть в учете специфических особенностей и детальном анализе предметной области - ТТ1П РЭА.

Цель работы - повышение эффективности автоматизации технологической подготовки производства РЭА средствами экспертных систем путем накопления и использования знаний специалистов. Для достижения поставленной в работе цели потребовалось решить следующие задачи:

• провести исследование моделей представления знаний о Т1111 РЭА;'

• провести исследование методов преобразования поля знаний при создании ЭС;

• разработать методы структурирования поля знаний ЭС ТПП РЭА;

• разработать методику структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА.

Область исследования - теоретические основы, методы и алгоритмы построения экспертных и диалоговых подсистем, включенных в АСУТП, АСУП, АСУПП.

Объект исследования — ТПП РЭА.

Методы исследования:

Теория искусственного интеллекта, теория ЭС, теория графов, теория инженерии знаний, теория нечетких множеств, теория принятия решений и метод ситуационного управления.

Научная новизна данной работы:

• определено, что структурные и функциональные свойства ТИП РЭА позволяют при накоплении знаний применять формализованные процедуры, основанные на структурировании информации и ситуационном управлении;

• предложен подход к решению задачи преобразования технологических знаний, который позволяет согласовать и подчинить строгим правилам процесс извлечения и дополнения экспертной информации, необходимый для разработки систем на языках представления знаний;

• разработана методика структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА, стандартизирующая формы и модели представления технологической информации в виде таблиц, графов и алгоритмов.

Значимость полученных результатов для теории и практики.

В работе рассмотрены теоретические и практические вопросы решения задач структурирования знаний ЭС ТПП РЭА.

Разработанная методика преобразования технологической информации позволяет облегчить передачу знаний и опыта специалистов, повысить качество и эффективность процесса создания ЭС ТПП РЭА. Её реализация применительно к решению технологических задач позволяет решить часть проблем, возникающих на современном предприятии (недостаточное количество высококвалифицированных специалистов, высокие требования к качеству выпускаемой продукции и т.д.). Программное обеспечение, разработанное в рамках диссертационной работы, нашло свое применение в ряде инженерных проектов, ориентированных на решение задач формализации экспертных технологических знаний, документооборота и информационно-справочного обеспечения.

Практическая значимость диссертации подтверждается актами о внедрении результатов исследования:

• В технологическом отделе ОАО «Радиотехнического института имени академика А.Л.Минца» г. Москвы.

• В технологическом отделе ГУП «Опытного завода №408 ФАС России» г.Москвы.

• В технологическом отделе ОАО НПО « ЛЭМЗ» г.Москвы. Реализация результатов работы. Представленные в работе результаты были успешно реализованы в виде программ «Экспертная система проектирования технологических процессов производства деталей РЭА» и «Экспертная система по определению набора оптимальных типовых технологических процессов для изготовления субблоков», написанных с использованием фактов и правил программной оболочки Fuzzy CLIPS 6.04.

Разработанная в диссертации методика структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА включена в стандарт предприятия «Правила разработки технологических процессов» СТП408-14-005-80 - ГУП «Опытного завода №408 ФАС России» г. Москвы.

Программы «Экспертная система по определению набора оптимальных типовых технологических процессов для изготовления субблоков» и «Подбор программного обеспечения для продукционной модели представления знаний в ЭС ТПП РЭА» зарегистрированы отделом регистрации программ для ЭВМ Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (№2007611880, №2008610813). Правообладателем исключительного права на данные программы является ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца» г. Москвы.

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

• на юбилейной научно-технической конференции молодых ученых «Информационные технологии и радиоэлектронные системы», посвященной 60-летию факультета «Радиоэлектроника летательных аппаратов» МАИ (Москва, 25 мая 2006 г.);

• на юбилейной научно-технической конференции «Инновации в радиотехнических информационно-телекоммуникационных технологиях», посвященной 60-летию ОАО «Радиотехнического института имени академика А.Л. Минца» и факультета «Радиоэлектроника летательных аппаратов» МАИ (Москва, 24 - 26 октября 2006 г.); на всероссийском молодежном научно - инновационном конкурсе -конференции «Электроника 2006» (Зеленоград, 30 ноября 2006 г.);

• на научно-технической конференции молодых ученых «Информационные технологии и радиоэлектронные системы » (Москва, 19 апреля 2007 г.);

• на конференции молодых ученых факультета «Радиоэлектроники летательных аппаратов» МАИ «Информационные технологии и радиоэлектронные системы», посвященной 80-летию профессора П.А. Бакулева, прошедшей в рамках всероссийской конференции молодых ученых и студентов «Информационные технологии в авиационной и космической технике - 2008» (Москва, 21 апреля 2008 г.) Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных статей, список которых приводится в заключительной части автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 112 наименований, и 8 приложений. Основная часть работы изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 14 рисунков, 11 формул и 12 таблиц.

• результаты работы экспертной системы используются как образец составления технологической документации.

Вывод к главе 4.

В данной главе представлена практическая реализация методики структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА на примере преобразования экспертной информации по выбору материалов для изготовления 1Ш усилителя звуковой частоты.

1. Подробно описаны этапы разработки ЭС ТПП РЭА. Приведены блок-схемы правил выбранной программной оболочки и составлен алгоритм их сочетания для реализации программы ЭС.

2. Произведен анализ существующих программных оболочек, использование их для реализации интеллектуальных систем. Определено, что, несмотря на большой выбор программных средств, наиболее распространённым языком представления знаний является CLIPS. Более 80% экспертных систем используют именно его. Рассмотрены достоинства и недостатки приложений языка CLIPS , а также произведен выбор наиболее подходящей оболочки-FUZZYCLIPS 6.10 для реализации рассматриваемой в диссертации экспертной системы и сформированы этапы разработки базы знаний и правила структурирования знаний для оформления листинга программы.

3. Приведено описание и результаты внедренных в производство экспертных систем ТПП РЭА (см. приложения):

• проектирования технологических процессов производства деталей РЭА;

• по определению оптимального набора типовых технологических процессов для изготовления субблоков.

Заключение.

Задачи проектирования технологических процессов производства РЭА во многом являются творческими, базирующимися на эмпирическом опыте специалистов. Общая тенденция современного общества - нехватка высококвалифицированных кадров, повышение требований к интенсивности и качеству производства, рыночная конкуренция обуславливают актуальность применения экспертных систем (ЭС) в производстве РЭА. Существующие научные разработки и методики создания ЭС не достаточно освещают вопрос преобразования экспертной информации в поле знаний, что объясняет необходимость создания методики структурирования баз знаний ЭС технологических процессов производства (ТПП) РЭА.

С целью повышения эффективности технологической подготовки производства, накопления и использования знаний специалистов-экспертов в данной диссертационной работе рассмотрены особенности проектирования ТПП РЭА, существующие модели и методы преобразования экспертной информации в базах знаний ЭС, а также - методики создания ЭС. Показано, что для преобразования экспертной информации о ТПП РЭА требуется разработать метод представления знаний и методику структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА.

В процессе исследования закономерностей, свойств и методов проектирования ТПП РЭА при автоматизации производства рассмотрен метод проектирования ТП без прототипа, как наиболее сложный, где опора идет на общие закономерности проектирования технологии или эвристики, справедливые для ограниченного класса изделий РЭА и условий их производства, а также достоверные критерии оценки решений, сформулировать которые может только технолог-эксперт, что подчеркивает актуальность применения ЭС для автоматизации проектирования ТПП РЭА.

Проведено исследование свойств моделей представления знаний и показано, что наиболее соответствующей проектированию ТПП РЭА является продукционная модель, для которой характерен простой цикл выбора и выполнения правил, так как технологические знания, хранящиеся в системе, претерпевают изменения в течение ее жизненного цикла. Поэтому вопрос наиболее эффективного представления знаний, как в различных автоматизированных системах, так и в ЭС проектирования ТПП РЭА является актуальным.

Далее проведено исследование методов представления поля экспертных знаний. Так как ТПП РЭА обладает иерархией понятий, внутриэлементными и межэлементными связями, то потребовалось использовать методы объектно-структурного анализа экспертной информации, для оптимизации которой использовался алгоритм, представленный в виде матрицы объектно-структурного анализа (ОСА), позволяющей сформировать концептуальную и функциональную структуры технологических знаний. Рассматриваемый метод предусматривает девять стадий структурирования знаний, шесть из которых (определение входных и выходных данных, составление словаря терминов, выявление объектов, понятий и их атрибутов, выявление связей между понятиями, выделение метапонятий и детализация понятий, построение пирамиды знаний) отражены в матрице ОСА и в блок-схеме дуальной стратегии проектирования функциональной структуры ЭС ТПП РЭА, которая определила индуктивную и дедуктивную стратегии структурирования экспертной информации.

Так как рассмотренный метод представления знаний не дал четкого определения стратегии принятия решений и структурирования поля знаний, то есть представление о работе редактора базы знаний ЭС, которая представляет собой систему процессов управления принятия решений экспертом, то для стадии определения отношений, стратегии принятия решений и структурирования поля знаний рассмотрены концепции систем ситуационного управления, которые включают анализ объектов управления и формирования информационного описания процессов принятия решений. Структурирование базы знаний производилось построением графа многошагового вывода решений, где каждой компоненте информации была определена некоторая система принятия решений (СПР) и план сценария принятия решений - граф, объединяющий моделируемые уровни управления, классификатор типовых решений по управлению и характеристики выполнения действий гипотетического характера (расчет, прогнозирование, моделирование подпроцесса, оценка состояния смежных подсистем или объектов, оценка вариантов).

В результате данных исследований разработаны методы представления знаний в ЭС ТПП РЭА, образованные сочетанием классического метода формализации знаний и метода ситуационного управления. А также показано, что наиболее подходящей для решения поставленной задачи является продукционная модель представления знаний.

Проведено исследование методик создания ЭС, существующие инструментальные средства проектирования интеллектуальных систем, выявлены их недостатки для устранения которых и была разработана методика структурирования баз знаний ЭС ТПП РЭА с использованием готовой программной оболочки, состоящая их восьми направлений:

Первое и второе направления - это процесс структурирования экспертной информации с помощью разработанного метода представления знаний в ЭС проектирования ТПП РЭА.

Третье направление - выбор программной оболочки для продукционной модели представления знаний о ТПП РЭА - описывает набор требований, необходимый для выбора программной оболочки с учетом её назначения.

Четвертое направление определяет требования для создания алгоритма работы ЭС ТПП РЭА, учитывающие взаимодействие конструкций выбранной программной оболочки и метода структурирования экспертной информации.

Пятое направление описывает рекомендации по составлению листинга программы, что необходимо для возможности её редактирования, так как в процессе эксплуатации возможны случаи дополнения и коррекции экспертной информации.

Последовательность структурирования экспертной информации разработанным методом представлена на примере части ТПП РЭА - выбора материала для печатной платы усилителя.

Показано, что разработанная методика структурирования баз знаний ЭС проектирования ТПП РЭА позволяет четко определить объём работ по преобразованию экспертной информации и ускорить процесс создания ЭС, исключая необходимость дополнительных исследований моделей и методов преобразования экспертной информации.

Можно выделить следующие основные результаты, представленные в диссертации:

• произведен анализ текущего состояния систем искусственного интеллекта, применимых для организации производства и современного состояния исследований в области создания экспертных систем технологического назначения;

• произведен выбор модели представления знаний в подсистемах принятия решений для решения технологических задач;

• произведен выбор программной оболочки, наилучшим образом организующей экспертную систему проектирования технологических процессов производства РЭА;

• разработана методика преобразования технологической информации, позволяющая организовать структуру баз знаний ЭС ТПП РЭА;

• разработан алгоритм представления знаний в выбранной программной оболочке для преобразования технологической информации в ЭС ТПП РЭА.

Экспериментальная оценка корректности и эффективности выносимых на защиту результатов. Разработанные методы и методика позволяют повысить качество и эффективность процесса создания ЭС ТПП РЭА. Их реализация применительно к решению технологических задач позволяет решить часть проблем, возникающих на современном предприятии производства РЭА. Программное обеспечение, разработанное в рамках диссертационной работы, нашло свое применение в ряде инженерных проектов, ориентированных на решение технологических задач и информационно-справочного обеспечения.

Практическая значимость диссертации подтверждается актами о внедрении результатов исследования (см. приложение 2 - 5):

• в технологическом отделе ОАО «Радиотехнического института имени академика А.Л.Минца» г. Москвы;

• в технологическом отделе ГУП «Опытного завода №408 ФАС России» г.Москвы;

• в технологическом отделе ОАО «Лианозовский электромеханический завод» г. Москвы.

Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

• на юбилейной научно-технической конференции молодых ученых, посвященная 60-летию факультета «Радиоэлектроника летательных аппаратов» МАИ «Информационные технологии и радиоэлектронные системы » (Москва 2006 г.);

• на юбилейной научно-технической конференции, посвященной 60-летию ОАО «Радиотехнического института имени академика А.Л. Минца» и факультета «Радиоэлектроника летательных аппаратов» МАИ «Инновации в радиотехнических информационно-телекоммуникационных технологиях» (Москва, 24 — 26 октября 2006 г.); на всероссийском молодежном научно — инновационном конкурсе — конференции «Электроника 2006» (Зеленоград, 30 ноября 2006 г.);

• на научно-технической конференции молодых ученых «Информационные технологии и радиоэлектронные системы » (Москва, 19 апреля 2007 г.).

• на конференции молодых ученых факультета «Радиоэлектроники летательных аппаратов» МАИ «Информационные технологии и радиоэлектронные системы», посвященной 80-летию профессора П.А. Бакулева, прошедшей в рамках всероссийской конференции молодых ученых и студентов «Информационные технологии в авиационной и космической технике — 2008» (Москва, 21 апреля 2008 г.). Разработанная в диссертации методика структурирования баз знаний

ЭС ТПП РЭА включена в стандарт предприятия «Правила разработки технологических процессов» СТП408-14-005-80 - ГУП «Опытного завода №408 ФАС России» г.Москвы.

Программы «Экспертная система по определению набора оптимальных типовых технологических процессов для изготовления субблоков» и «Подбор программного обеспечения для продукционной модели представления знаний в ЭС ТПП РЭА» зарегистрированы отделом регистрации программ для ЭВМ Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (№2007611880, № 2008610813). Правообладателем исключительного права на которые является ОАО

Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца» г. Москвы (см. приложения 4 и 5).

В качестве направлений дальнейших исследований можно выделить:

• разработку методологии создания структуры экспертной системы я организации производства РЭА;

• совершенствование программной реализации для методологии организации производства РЭА;

• разработку новых методов организации производства, учитывающих совместимость используемых на предприятии программных комплексов.

1. Абдикеев Н.М. Автоматизированные информационные системы в производстве, маркетинге и финансах.- М.:КОС ИНФ,Рос. Экон. Акад.,2003.

2. Абдикеев Н.М., Яковенко И.И. ДУЭТС: диспетчерская управляющая экспертная технологическая система управления непрерывным производством // Первая всесоюзная конференция по искусственному интеллекту. Переелавль-Залесский, 1988.

3. Ахметгоров А.В., Ключников В.В. Новым технологиям новые рабочие места/ «Бизнес — мост. Промышленность и технологии» - г. Харьков «Прага»;2005,№4, с20-21.

4. Bernold T. (éd.): Expert Systems and Knowledge Engineering Essential Elements of Advanced Information Technology, GDI - Technology Assessment and Management, 1986.

5. Шахнов В., Бахматов К. Обеспечение точности изготовления изделий электронной техники в массовом производстве. Производство электроники: технологии, оборудование, материалы. № 4, 2005.

6. Innovation in Industry, Technology and Society, International Social Science Journal, 1993.

7. ЗАО «Топ ситемы» Российский комплекс программ T-FLEX CAD. tflex@topsystems.ru, www.tflex.ru.

8. Кириллов B.B. Основы проектирования реляционных баз данных// Информационно- аналитические материалы Центра информационных технологий fhttp://www.citforum.ru/database/dbguide/index.htm).

9. Клоксин У., Меллиш К. Программирование на языке ПРОЛОГ.-М.:Мир,1987.

10. П.Леньшин В., Синенко О. Интеграция на пути повышения эффективности предприятия. (ЗАО) РТСофт

11. URL:http://www.asutp.ru/go/?id=600075&url=www.rtsofl.ru)

12. Мироненко И.Г., Поляков А.О. Комплексная автоматизация проектирования основных конструкторско-технологических документов РЭА.- Л., 1987.

13. ГОСТ 3.1001-81. ЕСТД Единые правила оформления, выполнения, комплектации и обращения технологической документации в зависимости от типа и характера производства.

14. ГОСТ 3.1102-81. Регламентирует документы, использующиеся в условиях серийного и массового производства.

15. ГОСТ 14.002-83. Общие правила организации управления производством, при выпуске изделий на предприятии.

16. ГОСТ 23752-86. Требования к элементам печатных плат.

17. Мухин A.B. и др. концепция построения и структура банка знаний для технологического проектирования и управления производством // «Приборы и системы управления», 1997,№8.

18. Романычева Э.Т. и др. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА. М.: «Радио и связь», 1984.

19. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов/ И.П. Бушминский, О.Ш. Даутов, А.П. Достанко и др.; Под ред. А.П.Достанко, Ш.М. Чабдарова.- М.: Радио и связь, 1989. 624с.: ил.

20. Технология ЭВА студентов вузов специальности «Конструирование и производство ЭВА»/ Алексеев В.Г., Гриднев В.Н., Нестеров Ю.И. и др. М.: Высш. шк., 1984. - 392с., ил.

21. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. М. «Высшая школа», 1989. Абдикеев Н.М. Автоматизированные информационные системы в производстве, маркетинге и финансах.-М.:КОС ИНФ,Рос. Экон. Акад.,2003.

22. Алиев P.A., Абдикеев Н.М. и др. Производственные системы с искусственным интеллектом.-М.: Радио и связь, 1990.

23. Бояркин Г.Н., Маренко В. А., Чуканов С.Н. Информационные технологии: Учебн.пособие. Омск: ОмГТУ, 2001. 192 с.

24. Маренко В.А., Пуртов A.M. Система информационной поддержки сетевых решений //Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии: Материалы научн.-тех.конф. Вологда: ВоГТУ, 2001.-С. 150.

25. Экспертные системы. Принципы работы и примеры: Пер.с англ./А.Брунинг, П.Джонс, Ф.Кокс и др. Под ред.Р.Форсайта.- М. Радио и связь, 1987.

26. Сафонов В.О. Экспертные системы интеллектуальные помощники специалистов.- С.-Пб: Санкт-Петербургская организация общества "Знание" России, 1992. - 213с., ил.

27. Частиков А.П., Гаврилова Т.А., Белов Д.Л. Разработка экспертных систем. Среда CLIPS- СПб. БХВ Петербург, 2003.

28. Экспертные системы: состояние и перспективы./ Сборник статей под редакцией Д.А. Поспелова. М. Наука, 1989. - 116 е., ил.

29. Cohen R.S.: Science and Technology in Global Perspective, International Social Science Journal, 1982.

30. Doukidis G.I., Karakoulas G.I.: Feasibility Study and Impact Assessment for a Knowledge-based Information Technology Planning System, Knowledge-Based Systems,, 1994.

31. Holden P.: Expert Systems in Manufacturing. Part 2: A Management Framework for Expert Systems Innovation and Technology Transfer, Knowledge-Based Systems,, 1992.

32. HUSAT: An interface between the Human Sciences and Advanced Technology, HUSAT Research Group, Loughborough Univ.of Technology, Leicester, 1979.

33. Information Technology Strategies, Communications of the ACM, 1991.

34. Краснов А.А. Методика создания компьютерной базы знаний для проектирования технологической оснастки на основе стандартов предприятия: Диссертация к.т.н. 05.13.06 М.,2007.

35. Ступаченко А.А. САПР технологических операций. JI.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1988. - 234 е., ил.

36. Щербаков Н.П. Совершенствование технологической подготовки производства путем использования экспертных систем.- М.: «Высшая школа», 1997.

37. Bernold Т. (ed.): Expert Systems and Knowledge Engineering Essential Elements of Advanced Information Technology, GDI - Technology Assessment and Management, 1986.

38. Brand H., Wong C.: Application of Knowledge-Based Systems Technology to Triple Quadrupole Mass Spectrometry, in Proceedings of the Fifth National Conference on Artificial Intelligence, Morgan Kaufmann, Los Altos/Palo Alto/San Francisco, 1986.

39. Byun D.-H., Shu E.-H.: Human Resource Management Expert Systems Technology, Expert Systems,, 1994.

40. Скворцов А.Б.Имитационное моделирование и технология ЭС в управлении сложными телекоммуникационными системами: Диссертация к.т.н. 05.13.06. Самара, 2003г.

41. Чугреев B.JL, Моделирование систем искусственного интеллекта. //Перспективные технологии автоматизации: Тезисы докладов международной электронной научно-технической конференции. — Вологда: ВоГТУ, 1999. стр. 151-152.

42. Bazewicz М.: Information Systems Architecture and Technology (ISAT), Information Systems Analysis and Design (IFIP), Proc. of ISAT School/IFIP TC 8/WG 8.5 Workshop 1993, Wydawnictwo Politechniki Wroclawskiej, Wroclaw, 1993.

43. GAVRILOV A.V. The methods of the combination of Logic and Associative processes in the Expert Systems // Int. Workshop on Soft Computing SC'96. Proceedings. Kazan, 1996. - P. 84-86.

44. Кузнецов С.Д. Объектно-ориентированные базы данных основные концепции, организация и управление: краткий обзор// информационно — аналитические материалы Центра информационных технологий.

45. Кузнецов. С.Д. Основы современных баз данных// Информационно — аналитические материалы Центра информационных технологий.

46. Маренко В.А. Модели и алгоритмы ЭС поддержки принятия решений по электромагнитной совместимости : Диссертация к.т.н. 05.13.06- М., 2003г.

47. Васильева Т.Ю Применение интеллектуальных систем при проектировании устройств с использованием интегрированного подхода к управлению технологическим процессом на производстве. // «Актуальные проблемы современной науки» №1(28), 2006.

48. Васильева Т.Ю Управление технологией проектирования изделий на производстве с использованием современных программных комплексов // «Техника и технология»№1(13), 2006.

49. Васильева Т.Ю Применение экспертных систем при управлении технологическим процессом производства РЭА // «CHIP news — инженерная микроэлектроника» №2, 2006.

50. Васильева Т.Ю Управление технологией проектирования изделий на современном производстве с использованием программных комплексов // «Приборостроение и средства автоматизации», 2006, №3, с. 65-67.

51. Васильева Т.Ю Применение интеллектуальных систем при проектировании устройств и с использованием интегрированного подхода к управлению технологическим процессом на производстве«Приборостроение и средства автоматизации», 2006, №4, с. 64 — 68.

52. Васильева Т.Ю. Инновации в проектировании технологических процессов производства РЭА // Всероссийский молодежный конкурс конференция «Электроника 2006»: тезисы докладов конференции.М.:МИЭТ, 2006, с. 74.

53. Barachini F., Theuretzbacher N.: PAMELA: An Expert System Technology for Real-time Control Applications, in Kodratoff Y.(ed.), Proceedings of the 8th European Conference on Artificial Intelligence (ECAI-88), Pitman, London/Boston, pp.42-48, 1988.

54. King J.J.: An Investigation of Expert System Technology for Automated Troubleshooting of Scientific Instrumentation, Hewlett-Packard Laboratories, Palo Alto, CA, 1982.

55. Narasimhalu A.D.: A Framework for the Integration of Expert Systems With Multimedia Technology, in Special Issue: Multimedia: A New Dimension in Expert Systems Applications, IEEE Expert Systems & Their Applications,, 427-439, 1994.

56. Walker T.C., Miller R.K.: Expert Systems 1990: An Assessment of Technology and Applications, SEAI Technical Publications, Madison, GA, USA, 1990.

57. Васильева Т.Ю, Дембицкий Д.Н., Дембицкий H.JI. Оболочка экспертных систем проектирования радиоэлектронных средств. // «CHIP news инженерная микроэлектроника», 2006, №8, с.60 — 62.

58. Построение экспертных систем / Под ред. Ф.Хейес-Рота, Д.Уотермана, Д.Лената. М.: Мир, 1987.

59. Богомолов Ю.М. Информационные технологии в организации строительства.-Минск: Обозрение, 1997.

60. Дженнингс Р. Руководство разработчиков баз данных на Visual Basic 6.-М.: Вильяме, 2000.

61. Шалютин С.М. "Искусственный интеллект". -М.: Мысль, 1985.

62. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Сортировка и поиск. М.: «Мир», 1978.

63. Кирстен В. ОТ ANS MUMPS к ISO М // СПб.:СП.АРМ, 1995.-277 с.

64. Маренко В.А., Маренко В.Ф. Основы разработки консультационной экспертной системы //Техника радиосвязи /Омский НИИ приборостроения. 2002. - Вып.7. - С.74-77.

65. Маренко В.А., Шапцев В.А. Представление знаний в экспертных системах: Учебн.пособие. // Сургут: РИО СурГПИ, 2002. ~ 73 с. -ISBN 5-93190-052-7.

66. Элти Д., Кумбс М. Экспертные системы: концепции и примеры.- М.: Финансы и статистика, 1987. 131 е., ил.

67. AllenJ.R. The anatomy of LISP. NY: McGraw-Hill, 1978.

68. Clark P.: Presenting Knowledge as Arguments: Applying Expert System Technology to Judgemental Problem-Solving, Turing Institute, Glasgow, 1990.

69. Hayes-Roth F., JacobsteinN. The State of Enowledge-based systems. Communications of the ACM, March, 1994, v.37, n.3, pp.27-39.

70. Goldshtein I.P., Roberts R.B. Using Frames in Scheduling// Artificial intelligence / Ed.by P. Winston, R.Brown.MIT press, 1979.

71. Таунсенд К., Фохт Д. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональных ЭВМ.- М.: Финансы и статистика, 1990. 214 е., ил.

72. Hadzikadiz M., Lichtenberger F., Yun D.Y.Y.: An Application of Knowledge-Base Technology in Education: A Geometry Theorem Prover, Char B.W.(ed.): Proc. of SYMSAC'86, Waterloo, Canada, ACM Publications, 1986.

73. Holsapple C.W. Winston A.B. Managers Guide to Expert Systems using GURU. Dow Jones-Irwin, 1986.

74. Eiter Т.: Knowledge-Based Systems for Metal-Related Technology, CD-Labor fuer Expertensysteme, Technische Universitaet Wien, 1990.

75. Ралеев Н.Д. и др. Разработка интеллектуальных систем проектирования на основе объектно-ориентированных методов// «Приборы и системы управления», 1997, №10.

76. Ревунков Г.И. и др. Базы и банки данных.- М.: «Высшая школа», 1992.

77. УОТЕРМЕН Д. Руководство по экспертным системам. М.: Мир, 1989.93 .Partridge D.: The scope and limitations of expert system technology, in Proc. of 6th International Workshop on Expert Systems and their Applications, Avignon, France, 1986.

78. Иноземцев С.П., Лапушкин B.A., Ященко Н.Ю. Модели и методы представления знаний в процессах ситуационного управления сборкой сложных систем. МО СССР, 1988.

79. Маренко В.А. Модели и алгоритмы ЭС поддержки принятия решений по электромагнитной совместимости : Диссертация к.т.н. 05.13.06- М., 2003г.

80. Долженков А.Н. Справочное руководство по q Word. СПб.: АОЗТ «СП. АРМ», 1996. 65 с.

81. Долин Г. Что такое ЭС. Компьютер Пресс, 1992, №2.

82. Нильсон Н. Д. Искусственный интеллект. Методы поиска решений.- М.: Мир, 1973.

83. Представление и использование знаний: Пер. с япон./Под ред. X. Уэно, М. Исидзука.- М.: Мир, 1989.

84. Johnson L., Keravnou Е.Т.: Expert Systems Technology A Guide, Abacus Press, Cambridge/Tunbridge Wells, 1985.

85. Information technology Hypermedia/Time-based Structuring Language (HyTime), International Organization for Standardization, 1991.

86. Littleford A.: Expert Systems Technology: Doc, Prime.

87. Lyons P.J.: Applying Expert System Technology to Business, Wadsworth, Belmont, CA, 1994.

88. Outlook for Science and Technology, Freeman, Oxford/San Francisco, 1982.

89. Smith J.A., Baker G.H. (eds.): HOST: An Electric Bulletin for the History and Philosophy of Science and Technology, Inst, for the Historyand Philosophy of Science and Technology, 73 Queen's Park Crescent, Toronto, Ontario, Canada., 1990.

90. Smith J.A., Baker G.H. (eds.): HOST: An Electric Bulletin for the History and Philosophy of Science and Technology, Inst, for the History and Philosophy of Science and Technology, 73 Queen's Park Crescent, Toronto, Ontario, Canada., 1990.

91. Stickel M.E.: A Prolog Technology Theorem Prover, in Symposium on Logic Programming, Computer Society Press, San Francisco/Atlantic City, pp.212-219, 1984.

92. Wasniowski R.: Learning for Global Survival. The Role of Science and Technology, Futures.

93. Yurtsever K., Brugger H.: Neural Networks, the New Technology Applied to Power System Control, Proc. of ISEDEM'93, October 27-29, 1993.

94. Жилин А. Проектирование печатной платы: взгляд технолога. Часть 1. Производство электроники: технологии, оборудование, материалы. № 1, 2005.

95. Васильева Т.Ю Оценка экономической эффективности внедрения ЭС в производство РЭА.// «CHIP news инженерная микроэлектроника»№5, 2007

96. Калачанов В.Д., Турищева М.А. Организация производства наукоемкой продукции. Учебное пособие.-/ под редакцией профессора, д.э.н. В. Д. Калачанова М.: Издательство Росавиакосмоса, 2004.-268 с.

97. Васильева Т.Ю. Структурирование знаний о технологии производства устройств беспроводной и мобильной связи // «Информация и космос», 2008, №3, с 48-54.

98. Изготовление усилителя звуковой частоты.

99. Используется двусторонняя печатная плата, изготовленная позитивным комбинированным методом).

100. Назначение и условия эксплуатации

101. Данный усилитель предназначен для эксплуатации в районах умеренного климата при температуре воздуха 25±100С, относительной влажности воздуха 60±15% и атмосферным давлением 630-800 мм рт. ст.

102. Выбор варианта конструкции

103. Проанализировав электрическую принципиальную схему с точки зрения конструкции радиоэлементов, я обнаружил, что практически все радиоэлементы (резисторы, конденсаторы, транзисторы, стабилитроны, микросхема) не имеют беекорпусных аналогов.

104. Учитывая все вышеперечисленные моменты, делаем вывод, что изготовление заданного устройства на ГИС не представляется возможным, поэтому принимаем решение изготавливать данное устройство на печатной плате.

105. В качестве несущей конструкции применяем двухстороннюю печатную плату, при этом компоновка радиоэлементов получится более плотной, соответственно и габаритные размеры печатной платы будут меньше.

106. Также на задней стенке закрепляются входной и выходной разъемы. На передней панели устанавливаются переменные резисторы регулировки громкости и тембра по высшим и низшим частотам.

107. Остальные радиоэлементы дополнительного крепления не требуют.

108. В геометрических размерах печатной платы следует предусмотреть припуск на технологическое поле для отверстий, с помощью которых печатная плата крепится при изготовлении печатных проводников.3. Выбор материалов

109. Существует большое разнообразие фольгированных медью слоистых пластиков. Их можно разделить на две группы:на бумажной основе;на основе стеклоткани.

110. Характеристики готовой печатной платы зависят от конкретного сочетания исходных материалов, а также от технологии, включающей и механическую обработку плат.

111. В зависимости от основы и пропиточного материала различают несколько типов материалов для диэлектрической основы печатной платы.

112. Фенольный гетинакс это бумажная основа, пропитанная фенольной смолой. Гетинаксовые платы предназначены для использования в бытовой аппаратуре, поскольку очень дешевы.

113. Эпоксидный гетинакс это материал на такой же бумажной основе, но пропитанный эпоксидной смолой.

114. Эпоксидный стеклотекстолит это материал на основе стеклоткани, пропитанный эпоксидной смолой. В этом материале сочетаются высокая механическая прочность и хорошие электрические свойства.

115. Прочность на изгиб и ударная вязкость печатной платы должны быть достаточно высокими, чтобы плата без повреждений могла быть нагружена установленными на ней элементами с большой массой.

116. Из сопоставления характеристик оснований (см. дальше) следует, что во всех отношениях (за исключением стоимости) основания из эпоксидного стеклотекстолита превосходят основания из гетинакса.

117. Печатные платы из эпоксидного стеклотекстолита характеризуются меньшей деформацией, чем печатные платы из фенольного и эпоксидного гетинакса; последние имеют степень деформации в десять раз больше, чем стеклотекстолит.

118. Некоторые характеристики различных типов слоистых пластиков представлены в таблице 1.

119. Тип Максимальная рабочая температура, ОС Время пайки при 2600 С, сек Сопротивление изоляции, МОм Объемное сопротивление, МОм Диэлектрическая постоянная, е

120. Фенольный гетинакс 110-120 5 1 000 1-104 5,3

121. Эпоксидный гетинакс 110-120 10 1 000 1-105 4,8

122. Эпоксидный стеклотекстолит 130-150 20 10 000 1-106 5,4

123. Сравнивая эти характеристики, делаем вывод, что для изготовления двусторонней печатной платы следует применять только эпоксидный стеклотекстолит.

124. Исходя из всех вышеперечисленных сравнений для изготовления двусторонней печатной платы позитивным комбинированным способом выбираем фольгированный стеклотекстолит СФ-2-35.

125. Далее приведены наиболее распространенные материалы, применяемые для защитных покрытий.

126. Лак СБ-1с, на основе фенолформальдегидной смолы, нанесенный на поверхность сохнет при температуре 600 С в течение 4 ч, наносят его до пяти слоев с сушкой после каждого слоя, получается плотная эластичная пленка толщиной до 140 мкм.

127. Исходя из вышеперечисленных сравнений выбираем для защитного покрытия от действия влаги лак УР-231.-а4 Ч 1

128. Утверждаю» И.О. Директора ГУП ^«Опытный завод № 408 г " ФАС России» В.И. Ковнир. > х ""„ £2006 года.1. Актвнедрения результатов диссертационной работы Васильевой Т.Ю. -экспертной системы проектирования технологических процессов производства РЭА.

129. Главный инженер Главный конструктор Начальник производства

130. И.Д. Балабанов Г.Л. Гендельман Ю.П. Гущин.

131. Государственное унитарное предприятие ОПЫТНЫЙ ЗАВОД N2 408126167, Москва, проезд Аэропорта, 8 Тел (496) 157-21-00 Фане (495) 157-74-83 E-mail plant408<gmtu-net ru www plant408juaa$$&r. s1. СПРАВКА