WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

ЗАЙЦЕВ Илья Александрович

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ

РЕШЕНИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ ЭРГАТИЧЕСКИМИ

СТРУКТУРАМИ

05.25.05 – Информационные системы и процессы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА – 2011 2

Работа выполнена в отделе сопровождения и развития информационных технологий и программных средств Федерального государственного унитарного предприятия «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»)

Научный руководитель: доктор технических наук Бурый Алексей Сергеевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, старший научный сотрудник Гаврилов Владимир Станиславович кандидат технических наук, доцент Романов Олег Викторович Московский авиационный институт

Ведущая организация (государственный технический университет)

Защита состоится «_» _ 201 г в _ часов _ мин. на заседании диссертационного совета по техническим наукам Д 222.020.02 при Российском научно-техническом центре информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия по адресу: 123995, г. Москва, К-1, ГСП-5, Гранатный пер., д. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия по адресу: г. Москва, Нахимовский проспект, д. 31, корп. 2, с авторефератом диссертации дополнительно – на официальном сайте Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия www.gostinfo.ru Автореферат разослан «_» _ 20_ г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат экономических наук А.А.Стреха

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационного исследования.

В настоящее время задачи планирования, учета, анализа и управления сложными эргасистемами носят принципиально важный характер, так как позволяют обеспечить тесную интеграцию бизнеса и образования, повысить уровень финансовой независимости организаций промышленности, учреждений и компаний.




Вопросам построения и изучения подобных систем посвящены работы выдающихся учных С.О. Доброгурского, Л.Н. Преснухина, Б.В. Анисимова, С.А. Лебедева, Ю.М. Смирнова, Б.Г. Трусова, И.П. Норенкова, Г.Н. Толстоусова.

Для решения задач автоматизации систем поддержки принятия управленческих решений (СППР) сложилась практика создания компьютерных средств. Она предполагает синтез программных комплексов и подбор вычислительных систем путем опытной эксплуатации. При разработке компьютерных средств на основе многопользовательских вычислительных комплексов, для того, чтобы система априорно полностью удовлетворяла своему функциональному предназначению, в требования к ней закладывается избыточная производительность. Стоимость аппаратных средств такой специализированной системы будет неоправданно завышена, что недопустимо в условиях ограниченного финансирования.

Таким образом, необходим комплексный научный подход к синтезу аппаратных и программных средств, позволяющий определять оптимальный вариант многофункциональных компьютерных СППР с целью снижения стоимости синтезируемых средств при условии эффективности всей системы.

Для решения данной задачи разработан научно-методический аппарат, обеспечивающий синтез комплекса аппаратных и программных средств подобных систем, который должен вестись от целей к функциям и физической структуре системы, от физической структуры и заданных алгоритмов к структуре и задачам программного обеспечения, от параметров операционной среды к параметрам аппаратных средств.

Вычислительная сеть ПЭВМ представляет собой информационновычислительный комплекс, который обрабатывает в данном случае громадный поток специальных задач. Особенность потока в системах типа СППР состоит в существенной неоднородности, поэтому существует необходимость при синтезе специального программного обеспечения получения оптимального разбиения всего множества задач на функциональные подсистемы, которые характеризуются определенной степенью внутренней совместимости. Это одна из важнейших задач, которая должна предшествовать разработке систем подобных СППР и может быть решена путем получения качественного представления программного обеспечения. Результатом исследования качественных свойств задач должно стать задание определенных требований к построению программного комплекса системы. Это приводит к выбору операционной системы или же позволяет решить вопрос о соответствии специального программного обеспечения выбранной операционной системе, а также снизить затраты на управление вычислительным процессом.

Программные средства потребляют определенную часть ресурсов сети ПЭВМ, и высокая интенсивность задач входящего потока в контуре сети при фиксированных значениях ресурсов аппаратных средств может привести к тому, что система перестанет справляться с их обработкой. Такая ситуация может возникнуть как в случае недостатка ресурсов ПЭВМ, представляющих собой рабочее место лица принимающего решение (ЛПР), так и сервера сети.





Неоправданное завышение ресурсов вычислительных средств ведет в свою очередь к чрезмерному удорожанию системы, что также недопустимо в современных условиях ограниченного финансирования базы СППР.

В существующих вариантах исследуется соотношение аппаратнопрограммных средств операционной системы и всего комплекса вычислительных средств, построенных на ПЭВМ. Авторами работ в области создания информационных систем, призванных решать задачи управления эргасистемами, являются известные учные Г.Н. Охотников, Е.Н. Хохлачв, Б.И. Глазов, Д.А. Ловцов, М.И. Ломакин, А.С. Бурый, А.В. Сухов.

Вместе с тем, опираясь на труды перечисленных специалистов, следует отметить возникновение новых подходов. Отличие от решаемых задач будет, прежде всего, в качественно иной структуре используемых вычислительных средств и программного комплекса.

Процесс получения показателей эффективности должен быть приспособлен к дальнейшему совершенствованию вариантного выбора. Это предполагает получение значений цен вариантов реализации аппаратных средств каждого показателя эффективности. Решение задачи выбора оптимального варианта реализации аппаратно-программных средств характеризуется некоторыми особенностями.

Во-первых, это комбинаторная задача оптимизации по своей сути.

Во-вторых, она может быть представлена как задача булевого (бивалентного) программирования, если ввести в рассмотрение булевые переменные, характеризующие факт включения или исключения данного варианта модуля в рассмотрение.

Подобные задачи при большом количестве вариантов трудно решить методом полного перебора, ввиду их огромного количества. Решение должно опираться на метод, ограничивающий число переборов. Наиболее перспективным является метод нечтких высказывательных правил.

Поэтому построение информационной системы поддержки принятия управленческих решений на основе интеллектуального метода, который позволяет на каждом шаге перебора отбрасывать бесперспективные варианты с учетом ограничений на выбранные показатели эффективности и выделенные ресурсы, является актуальной научной задачей.

Объект и предмет исследования.

Объектом диссертационного исследования в настоящей работе является автоматизированная система поддержки принятия управленческих решений в эргасистемах.

Предмет диссертационного исследования – процедура построения аппаратно-программных средств СППР на основе современных интеллектуальных технологий.

Цель и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является совершенствование аппаратно-программного синтеза средств компьютерной системы ППР в эргасистемах при минимальных финансовых затратах.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи диссертационного исследования.

1. Анализ особенностей информационных систем, используемых для поддержки принятия решений.

2. Анализ множества показателей эффективности СППР и формирования из них критериев эффективности функционирования аппаратнопрограммных средств.

3. Анализ методики получения качественного представления СПО СППР.

4. Разработка базовой математической модели процесса функционирования СППР.

5. Синтез оптимальных аппаратно-программных средств для СППР в сложных эргатических системах.

Научная задача, решаемая в диссертационной работе, состоит в разработке на основе интеллектуальных методов научно-методического аппарата, обеспечивающего комплексный синтез высокоэффективных аппаратных и программных средств перспективных компьютерных систем поддержки принятия решений в условиях ограниченного финансирования.

Методологические основы и методы исследования. Проведенные теоретические и прикладные исследования базируются на методах современного системного анализа, математической статистики, методах математического моделирования, нейроинформатики.

Моделирование процесса проведено с использованием пакета прикладных программ Matlab и его приложения Simulink.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в комплексном решении задачи синтеза оптимальных программных и аппаратных средств СППР для различной топологии локальной вычислительной сети ПЭВМ и алгоритмов выработки управляющих решений, построенных на основе нечткой логики.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Модель автоматизированной системы ППР по управлению сложными эргатическими структурами.

2. Модель информационной системы ППР по управлению технологическим процессом на основе многокритериального мониторинга эргатических образований (ППР ЭО).

3. Модель синтеза аппаратных средств СППР на базе нечеткого вывода.

4. Алгоритм построения базы правил на основе нечетких лингвистических высказываний.

Практическая значимость исследования заключается в разработке пакета программ и оптимального варианта аппаратных средств компьютерной системы ППР, пригодных для практического использования, в конкретных рекомендациях к применению созданного научно-методического аппарата на этапах синтеза компьютерных средств СППР.

Апробация работы.

Результаты проведенных исследований докладывались и получили одобрение на следующих конференциях: XIX Межведомственной НТК «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем» (г. Серпухов, 2001 г.); 2-й Всеармейской НМК «Проблемы внедрения новых информационных технологий в жизнедеятельность военного вуза» (г. Тамбов, 2000 г.); XX Межведомственной научнотехнической конференции «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем» (г. Серпухов, 2001 г.); 2-м Российском семинаре по инженерному образованию «Инженерное образование в XXI веке» (г. Тамбов, 2001 г.); XIX Международном техническом семинаре «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации» (г. Алушта, 2010 г.); 68-ой научнометодической и научно-исследовательской конференции Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета на заседании секции «Наземные комплексы, стартовое оборудование и эксплуатация летательных аппаратов» (г. Москва, 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано тринадцать печатных работ общим объемом 2,7 п.л., в т.ч. три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для опубликования основных научных результатов диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.

Структура и объм диссертации.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Диссертация содержит 157 страниц машинописного текста, 24 рисунка, 11 таблиц, 4 приложения. Библиографический список содержит 75 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены объект, предмет, цель диссертационного исследования. Сформулирована научная задача, основные направления и методология исследований. Кратко излагается содержание работы по главам.

В первой главе анализируются средства использования информационных технологий для решения задач СППР.

Большое влияние на создание отечественных СППР оказали исследования, выполнявшиеся под руководством Д.А. Поспелова, В.В. Бомаса, В.В. Подиновского, О.И. Ларичева.

Проведен анализ наиболее известных отечественных СППР.

Диалоговая Система Оптимизации (ДИСО), разработанная в ВЦ АН СССР. Система предназначена для решения детерминированных задач многомерной оптимизации и задач нелинейного программирования на основе скалярного критерия, и во многих работах такие системы не относят к классу СППР.

ДИОПТ – система, предназначенная для проектирования сложных систем и оптимизации их параметров на основе скалярного критерия. Это – однокритериальная система.

VEKTOR – в отличие от ДИОПТ система допускает поиск решений на основе векторного критерия с использованием метода идеальной точки и построения множества Парето.

Программная подсистема АВР, реализованная в рамках системы АСУР, ориентированной на решение задач группового и индивидуального выбора в многокритериальных ситуациях.

«ВЫБОР» (Выделение Бинарных Оценок Решений), относится к группе СППР, работающих с качественной информацией о предпочтениях и последствиях принимаемых решений.

«Быстрый прототип» – работает только в среде MS Excel, позволяет учитывать мнение нескольких экспертов. Проводит ранжирование альтернатив с помощью метода анализа иерархий. Открытость СППР «Быстрый прототип» достигается благодаря доступности всего исходного текста, написанного на Visual Basic for Application. К сожалению, интерфейс пользователя СППР «Быстрый прототип» трудно осваивать (www.gorskiy.ru).

ИАС «ОЦЕНКА и ВЫБОР» — работает на основе количественных назначений весов критериев. Система разработана А. Иоффиным и Д. Абдрахимовым. Система применялась при решении задач банковского менеджмента и маркетинга, а также для анализа социально-политической обстановки в регионах.

СППР «Эксперт» – работает по методу анализа иерархий, разработанному Т. Саати (http://design.next.ru/expert/).

СППР DSS/UTES и СППР DSS/UTES 2.0. — разработка МАИ и ЗАО «Овионт». Имеет характер оболочки, инвариантной по отношению к предметной области и системам программирования. Использует несколько режимов свертки векторного критерия (субъективные предпочтения пользователя, взвешенная сумма, идеальная точка и др.). Работает как с числовыми, так и с лексическими критериями.

Что касается СППР, разрабатываемых за рубежом, то здесь упомянем лишь несколько систем, ориентированных непосредственно на задачу принятия многокритериальных решений.

Программная система ISPOT – предназначена для решения детерминированных задач многокритериального выбора на непрерывном множестве альтернатив. В основу положен метод исследовательской косвенной оптимизации (sequential proxy optimization technique – SPOT). Выбор альтернатив на множестве Парето осуществляется в режиме диалога лица, принимающего решение (ЛПР), с системой. Система разработана в Японии в начале 80-х годов XX века.

Пакет прикладных программ для решения нечетких задач линейного программирования – модификация системы ISPOT применительно к задачам поддержки решений с нечетко поставленными целями.

Пакет прикладных задач MUFCAP (Multiattribute Utility Function Calculation and Assessment Package) – одна из первых СППР, использующая теорию полезности. Пакет предназначен для многокритериального выбора альтернатив на дискретном множестве, как в детерминированных задачах, так и в условиях риска и неопределенности. Программная система ICOPSS/ (Interactive Computer Program for Subjrctive Systems) – система является развитием MUFCAP и, помимо присущих той функций, еще позволяет строить функции распределения и одномерные функции полезности, а также исследовать чувствительность получаемого решения. Предусмотрена возможность наглядного графического представления найденных распределений и функций полезности.

Expert Choice – система, созданная при участии видного американского ученого Т. Саати, автора метода анализа иерархий, и получившая широкое распространение. Expert Choice обладает развитым интерфейсом пользователя, работает только по методу анализа иерархий. Для попарного сравнения критериев широко используются диаграммы в виде кругов и столбцов. Сделан вывод о том, что в отличие от большинства технических систем в данном случае объект управления не только не формализован, но и слабо структурирован. Это выражается в следующем.

1. Система понятий (факторов) и связей между ними не определена с достаточной полнотой. И хотя основные факторы известны, однако многие детали, связи и параметры выясняются только в процессе постановки задачи.

2. Основные параметры ситуации (значения факторов, степень влияния одних факторов на другие) являются не количественными, а качественными, т.е. представляют собой не числа, а либо интервалы, характеризующие точность оценки, либо нечеткие величины, либо лингвистические оценки, образующие линейно упорядоченную шкалу.

3. Значения параметров ситуации получены в основном путем опроса экспертов, и потому являются их субъективными оценками. Окончательные значения параметров, вносимые экспертом в модель, являются результатом его субъективной обработки этих данных, включающей выбор одной из оценок, учет достоверности данных и репутацию источника.

4. Заранее сформулированные альтернативы управляющих решений в такого рода ситуациях немногочисленны и зачастую очевидны. Неочевидные альтернативы, среди которых, как правило, оказываются лучшие, возникают лишь в процессе анализа ситуации.

Простейшая модель принятия решений включает четыре основных, циклически повторяющихся этапа:

- сбор, анализ и преобразование данных;

- получение вариантов решений (альтернатив);

- разработка критериев оценки решений;

- выбор одного из вариантов на основе выбранного критериев.

Концепция интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИСППР) включает целый ряд средств, направленных на достижение одной цели – способствовать принятию рациональных и эффективных управленческих решений.

Под интеллектуальным анализом данных (ИАД) принято понимать процесс поддержки принятия решений, который основан на поиске скрытых закономерностей (шаблонов информации) в данных. При этом накопленные сведения автоматически обобщаются до информации, которую можно охарактеризовать как знания.

Процесс ИАД в общем случае состоит из трх этапов.

1. Выявление закономерностей.

2. Использование выявленных закономерностей для предсказания неизвестных значений (прогностическое моделирование).

3. Анализ исключений, предназначенный для выявления и толкования аномалий в найденных закономерностях.

К новыми компьютерным технологиям, образующим ИАД, относятся экспертные и интеллектуальные системы, методы искусственного интеллекта, базы знаний, базы данных, компьютерное моделирование, нейронные сети, нечеткие системы. Современные технологии ИАД позволяют создавать новое знание, выявляя скрытые закономерности, прогнозируя будущее состояние систем.

В основе существующих теоретических и методических подходов разработки и эксплуатации системы принятия решений в области управления лежит алгоритм поддержки принятия решений, который включает несколько этапов. Принцип непрерывности, в котором реализуется через замкнутую схему этапов представленных на рисунке 1. В отдельные моменты времени осуществляется несколько циклов на разных этапах поддержки принятия решений.

В контуре системы режимом обмена данными формируются исходящие потоки данных от объекта управления. Режим активизации управления вызывает встречный поток управляющих воздействий – информационный поток сообщений, которые являются результатом осознанного решения. Существует большое количество СППР, реализующих вышеописанные подходы к принятию решений. Автоматизация процессов поддержки принятия управленческих решений для крупных организационно-производственных структур подразумевает наличие информационно-аналитической системы. В контуре мониторинга с режимом оперативного обмена данными формируются исходящие потоки данных от объекта управления. Режим активизации управления вызывает встречный поток управляющих воздействий – информационный поток сообщений, которые являются результатом осознанного решения.

Координация взаимоувязанных потоков, не затрагивая технологических решений в области телекоммуникационных технологий, является одной из существенных задач, как в теоретическом, так и в практическом плане. В диссертации сделан вывод о том, что особое место занимают исследования в области разработки моделей в интеллектуальных системах поддержки принятия решений. Кроме того, в последнее время успешно разрабатывается прикладное направление в исследовании систем искусственного интеллекта (AIисследования), связанное с экспертными системами, которые используют логику принятия решения человеком, отражающих логику работы человеческой нервной системы, но фактически использующих методы статистического анализа, чтобы распознать признаки конкретной модели из большого количества информации посредством адаптивного изучения.

Принятие управленческого решения Вторая глава посвящена разработке автоматизированной системы ППР, включающей в себя систему многокритериального мониторинга эргатических образований (ППР ЭО) и информационную систему.

Принципиальной особенностью СППР ЭО является способ вычисления обобщенных показателей состояния ЭО, зависимых по предпочтениям, включающих в себя компоненты, измеряемые в разных шкалах и принадлежащие различным типам: количественные и качественные. Для решения этой задачи в СППР ЭО интегрирована система поддержки принятия многокритериальных решений по предпочтениям пользователя.

Практика мониторинга и управления ЭО показала необходимость унификации показателей качества их функционирования. В то же время совокупность основных показателей должна обеспечивать возможность решения задач не только мониторинга, но и сопоставления деятельности различных ЭО с целью динамичного управления ими.

Дерево СППР содержит исходные и обобщенные показатели деятельности ЭО по всем направлениям и по всем уровням иерархии внутри этих направлений, что создает достаточно полную картину состояния ЭО.

Проведена разработка СППР по управлению производственным технологическим процессом. В эту систему входят модули управления, контроля и синтеза технологического процесса, а также экспертная система.

Данная структура способствует управлению производственным процессом, реализующим структурно-функциональную и информационную модели сопровождения производством.

Экспертная система, вошедшая в состав АСППР, позволила быстро и качественно подобрать и сгенерировать ТП.

Основными проблемами данных систем являются некоторые ограничения, связанные с выводом документов (отсутствие рассылок, уведомлений ответственных лиц по электронной почте, как при выполнении основных операций, так и в случае возникновения непредвиденных ситуаций), а также использование различных ненадежных СУБД.

Разработанная система позволила решить следующие задачи:

- обеспечила контроль процесса производства;

- посредством диалога с пользователями предоставляются результаты работы в виде скорректированных управляющих воздействий;

- организована система поддержки принятия решений при внесении новой информации в автоматизированную систему.

Для достижения сформулированных задач решен следующий комплекс вопросов программного обеспечения:

- разработка серверного обеспечения СППР на базе языка PL/SQL СУБд Oracle;

- генерация SQL - скриптов для развертывания АИС на удаленном сервере;

- разработка архитектуры «тонкого клиента» автоматизированной информационной системы средствами PHP;

- тестирование и отладка развернутой АИС на удаленном сервере;

- разработка руководства пользователя автоматизированной системы;

- построение фреймовой модели базы знаний;

- разработка структуры базы знаний;

- тестирование и отладка развернутой СППР на удаленном сервере.

Проанализировав предметную область, сделан вывод о том, что система может состоять из 2-х модулей. Первый – это модуль отработки ТП (АСУ), второй – экспертная система, помогающая пользователям выбрать решение в соответствие с эталоном. Прецедент (Use case) определяет поведение системы или ее части и представляет собой описание множества последовательностей действий (включая варианты), выполняемых системой для того, чтобы был получен определенный результат. Разработанные прецеденты были реализованы в виде интерфейсов, консолей управления для всех пользователей системы. Также данные интерфейсы обеспечили соответствие последовательности действий обмена данными между объектами системы во времени.

Было разработано дерево фреймов-прототипов. С помощью панели создания нового фрейма можно ввести имя создаваемого фрейма. Под панелью создания располагается список фреймов выбранного меню. В верхней части страницы расположено навигационное меню, также как и во всех других модулях (рис. 2).

Результатом раздела является создание системы ППР по управлению технологическим процессом на основе клиент-серверной архитектуры и реляционной СУБД Oracle.

Разработаны следующие модули АИС.

1. Модуль АСУ:

- подсистема управления;

- подсистема производства;

- подсистема синтеза технологических процессов.

- подсистема приобретения знаний;

- подсистема подбора изделия по параметрам.

Обеспечены следующие значения показателей качества. В штатном режиме работы система достигает следующих показателей при средней загрузке процессоров (не более 30% учитывая работу антивируса, службы резервного копирования и системных служб):

- количество одновременно работающих пользователей – не менее 30;

- производительность поиска – 1 запрос за секунду;

- время работы в штатном режиме – не менее 345 дней в году;

- максимальный промежуток времени простоя или работы не в штатном режиме – не более 5 дней.

Были применены следующие языки программирования.

Разработка прикладного программного обеспечения (ПО) системы велась при помощи языков программирования высокого уровня РНР, PL/SQL и языка манипулирования данными, основанного на стандарте SQL 92.

Обоснована и реализована архитектура СППР. Создана диаграмма компонентов, на которой наглядно виден принцип работы АИС.

Разработаны SQL - скрипты для создания:

- таблиц в соответствии с информационной моделью IDEF1X, ограничений ссылочной целостности;

- последовательностей;

- триггеров для генерации уникальных ключей, обеспечения целостности данных;

- PL\SQL процедур для добавления и удаления данных в таблицы, а также для работы модуля ЭС.

Были созданы и описаны все объекты БД. Описание начинается таблицами и ограничениями, приведены скрипты создания таблиц, т.е. присутствует информация, дающая сведения о количестве полей в таблице, об их именах и типах. Ограничения дают возможность оценить БД.

Были разработаны и описаны все интерфейсы пользователей. В описании показаны структура консоли управления для каждого из интерфейсов, возможности консолей управления. Также для лучшего восприятия интерфейса приведены схемы вариантов использования и блок схемы для возможных алгоритмов действий.

Представлена методика тестирования системы на соответствие требованиям функциональности.

В третьей главе решена задача выбора оптимального варианта реализации аппаратных средств СППР на основе интеллектуальных технологий. Как известно, наиболее универсальными и эффективными являются модели функционирования вычислительных систем в терминах теории состояния систем с использованием аппарата высказывательных форм.

Подобная модель, описанная Романовым О.В., представляется множеством состояний системы и соответствующих им формул состояний, которые описаны высказывательными формами (предикатами), определенными на состояниях ресурсов, модулей, величинах очередей и других факторах. Преимущества таких моделей, прежде всего, в возможности сколь угодно подробно описать процессы функционирования аппаратно-программных средств средствами математической логики. Причем в данном случае нет необходимости вводить допущения наподобие тех, которые имеют место при использовании аналитических методов. Подобные модели в терминах состояний позволяют описывать объекты различной природы, неопределенности функционирования моделируемых систем, взаимосвязь различных параметров и факторов, т.е. обеспечивают системный подход в исследованиях.

Результаты решения задачи выбора оптимального варианта реализации аппаратных средств могут быть представлены в виде кортежа вариантов ХОПТ:

X ОПТ {XОПТ, Х РМ 1, Х РМ 2 } {1,5,10,0,0,2,1,8,4,2,3,2,2,15,2,4,3,2}

ОПТ ОПТ

интерпретация которого приведена в приложении 4 диссертационного исследования, описывающем разработанный практический вариант СППР.

Варианту ХОПТ соответствует значение целевой функции F ( X ОПТ ) 1,17 10-5 при следующих значениях показателей эффективности:

- суммарное значение цен каждого модуля КСИ в формировании динамической пропускной способности: ( Х ОПТ ) 0,824 ;

- суммарное значение цен каждого модуля КСИ в формировании среднего времени задержки выделения ресурсов задачам: ож ( Х ОПТ ) 1,52 с.

Предложено использование нечеткого алгоритма с соответствующей базой правил, направленных на решение задачи синтеза аппаратных средств системы ППР. Преимущество данного подхода заключается в том, что он способен предлагать решение в соответствие с существом логических правил, позволяет обеспечить уменьшение ошибки принятия решения и сократить время достижения поставленной цели более чем в два раза в сравнении с существующим методом структурной и параметрической оптимизации.

Для формирования базы нечетких правил систем нечеткого вывода необходимо предварительно определить входные и выходные лингвистические переменные. В качестве входной лингвистической переменной предложено использовать стоимость вариантов аппаратных средств C ( X j ). В качестве выходной лингвистической переменной использована динамическая пропускная способность системы ( ).

Значение динамической пропускной способности аппаратных средств находится в диапазоне (X j ) 0,824 1%. Система нечеткого вывода изнад чально содержит 7 правил нечетких продукций следующего вида:

На рис. 3. представлен алгоритм построения базы правил в виде блоксхемы, которая может служить основой для подготовки соответствующей программной реализации. Так как все заключения правил 1 – 7 заданы в форме нечетких лингвистических высказываний вида IF…THEN…, а весовые коэффициенты правил равны 1, то активация правил 3 и 4 приводит к двум нечетким множествам.

НАЧАЛО

Создать таблицу BR для записи базы правил и таблицу Т степеней Установить степени принадлежности данных к областям (нечетким множествам) и сформировать соответствующие правило: R: IF x1 это А1 AND x2 это А2 THEN y это В.

Рисунок 3. Схема алгоритма построения базы правил на основе нечетких Для работы модели были выбраны треугольные функции принадлежности.

В качестве C ( X j ) – множества первой лингвистической переменной будем использовать множество C ( X j ) {5;10;15;20;25;30;35} тыс. руб. с функциями принадлежности. Для входных данных вес функции цены =1 устанавливается для заводской номенклатуры при изготовлении комплектующих элементов, =0 в соседних ячейках таблицы стоимостной зависимости.

В качестве множества выходной лингвистической переменной используется множество ( X j ) {к1; к 2; к3; к 4; к5; к6; к7} – значения динамической пропускной способности. Для выходных данных вес функции =1 устанавливается для значений стоимости с учтом целевой функции.

Дефаззификация выходной лингвистической переменной «пропускной способности» методом центра площади для значений функции принадлежности приводит к результату, который полностью соответствует выбору структуры КСИ, полученной решением задачи структурной и параметрической оптимизации.

Для выбранной функции принадлежности решена дополнительная задача. Определены лингвистические переменные: количество абонентов в сети (множество А), пропускная способность канала связи (множество В) и стоимость трафика за 1 Мб переданной информации (множество С). Каждая из них будет включать в себя как минимум 6 термов.

В качестве множества первой лингвистической переменной будем использовать множество А={0;200;400;600;800;1000} человек (рис. 4), в качестве множества второй лингвистической переменной будем использовать множество В={100;200;400;600;800;1000} Мб/с с функциями принадлежности (рис. 5). Для входных данных вес функции =[0;1] Рисунок 4. Изображение А-множества первой лингвистической переменной.

Рисунок 5. Изображение В-множества второй лингвистической переменной.

Для переменной тарифа используем 9 функций принадлежности. В качестве множества выходной лингвистической переменной будем использовать множество С={0;1;2;3;4;5;6;7;8} руб./Мб – значение стоимости передачи 1 Мб информации (рис. 6). Для выходных данных вес функции =[0;1].

Рисунок 6. Изображение С-множества выходной переменной Ниже представлена таблица 1, характеризующая зависимость ориентировочной стоимости 1 Мб трафика от пропускной способности канала и количества абонентов.

Было выбрано значение переменной количества абонентов равное 254, при пропускной способности канала в 250 Мб/с. Получено значение стоимости трафика на выходе равное 1,34 руб./Мб.

Зависимость ориентировочной стоимости 1 Мб трафика от пропускной способности канала и количества абонентов Количество абонентов Построена система тестирования правил, которая представляет дополнительный интерес из-за наличия возможности в реальном времени изменять значение переменных и получать искомый результат. На рисунке 7 представлен вид общей зависимости использования выбранных функций принадлежности.

В работе получены величины стоимости трафика при различных значениях пропускной способности канала связи и количества подключенных абонентов.

В заключении отражены основные выводы и результаты диссертационной работы.

1. Создана СППР по управлению крупной эргатической структурой на основе клиент-серверной архитектуры и реляционной СУБД Oracle.

2. Разработаны необходимые модули СППР. Обеспечены требуемые значения показателей качества, обеспечивающие штатный режим работы системы.

3. Разработка прикладного ПО системы велась при помощи языков программирования высокого уровня РНР, PL/SQL и языка манипулирования данными, основанного на стандарте SQL 92.

4. Разработаны и описаны все интерфейсы пользователей. Для лучшего восприятия интерфейса приведены схемы вариантов использования и блок схемы для возможных алгоритмов действий.

5. Представлена методика тестирования системы на соответствие требованиям функциональности.

6. Проведн анализ варианта базовой математической модели процесса функционирования компьютерной информационной системы, позволяющей произвести моделирование процесса функционирования при заданных характеристиках системы.

7. Проведнный анализ позволил подтвердить адекватность математической модели и исследовать эффективность аппаратно-программных средств путем получения цен выбранных показателей эффективности для всей совокупности вариантов реализации аппаратных средств.

8. Предложено использование нечеткого алгоритма с соответствующей базой правил, направленных на решение задачи синтеза аппаратных средств системы ППР. Преимущество данного подхода заключается в том, что он способен ускорить решение в соответствие с базой нечетких правил.

9. Метод, основанный на выводе логических правил, позволяет обеспечить уменьшение ошибки принятия решения и сократить время достижения поставленной цели более чем в два раза в сравнении с существующим методом структурной и параметрической оптимизации.

10. Адекватность полученных двумя разными способами результатов свидетельствует о соответствии экспериментальных данных, основанных на базовой математической модели процесса функционирования реальной вычислительной системы, а также о возможности применения модели для синтеза перспективных СППР, разрабатываемых на основе аппарата нечтких множеств.

11. Проведен анализ теории принятия решений и нечеткой логики, обоснована целесообразность применение нечетких множеств для синтеза аппаратных средств систем поддержки принятия решений. В результате создана модель, обеспечивающая требуемое качество разрабатываемой системы.

12. Следует отметить, что дефаззификация другими методами, отличными от использованного в работе, приводит к результатам, которые могут существенно отличаться от полученных. Это может потребовать дополнительных исследований по настройке используемых алгоритмов нечеткого вывода.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ 1. Зайцев И.А., Зимарин А.М. Оптимальное управление сложными техническими системами с использованием обобщнного квадратичного показателя качества // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика.

– 2011. – № 6. – С. 5-8.

2. Зайцев И.А., Канушкин С.В. Поэтапная процедура принятия решений в условиях риска // Известия института инженерной физики. – 2011. – № 2(20). – С. 49-53.

3. Зайцев И.А. Информационная система принятия решений в условиях риска // Технологии техносферной безопасности: Интернет-журнал, 2011.

– № 4(38). – 0,5 п.л. – http:/ipb.mos.ru/ttb Публикации результатов работы в других изданиях 4. Зайцев И.А. Информационная система поддержки принятия решений в эргатических системах. Известия № 248.– М.: ВА РВСН, 2011. – С. 127Зайцев И.А. Подход к построению информационной системы поддержки принятия решений в эргатических системах // Сб. научных трудов 68 научно-методической и научно-исследовательской конференции Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ), выполненные на заседании секции «Наземные комплексы, стартовое оборудование и эксплуатация летательных аппаратов». – Труды МАДИ. – Ч. 6. – М., 2011. – С. 54-61.

6. Зайцев И.А., Канушкин С.В Модель деятельности предприятий с использованием интеллектуальных систем // Труды XIX международного научно-технического семинара «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». – Алушта-Москва: Из-во МЭИ, 2010. – 320 с.

7. Зайцев И.А., Канушкин С.В Модель экономической системы с использованием нейросетевого регулятора // Труды XIX международного научно-технического семинара «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». – Алушта-Москва: Издательство МЭИ, 2010. – 320 с.

8. Зайцев И.А., Крючков К.И. Защита информации и компьютерные сети // Материалы XIX Межведомственной научно-технической конференции «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем». – Серпухов, 2000. – 672 с.

9. Зайцев И.А., Крючков К.И. Методические основы использования учебных компьютерных классов при обеспечении информационной безопасности / Сб. материалов 2-ой Всеармейской научно-методической конференции «Проблемы внедрения новых информационных технологий в жизнедеятельность военного вуза». – Тамбов: ТВАИИ, 2000. – 310 с.

10.Зайцев И.А. Исследовательские занятия как форма и метод подготовки современного инженера // Материалы 2-го Российского семинара по инженерному образованию «Инженерное образование в XXI веке». – Тамбов:

Из-во ТГТУ, 2001. – 208 с.

11.Зайцев И.А., Нижегородов А.А. Метод подготовки современного инженера // Сборник трудов XX Межведомственной научно-технической конференции «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем». – Ч. 4. – Серпухов: СВИ РВ, 2001. – 329 с.

12.Зайцев И.А., Ступин С.В. Имитационно – игровое моделирование технико-экономических задач управления вооружения // Сб. научных трудов НТК «Проблемные вопросы развития наземных комплексов, стартового оборудования и эксплуатации летательных аппаратов». Труды МАДИ. – Ч. 4. – М., 2010. – С. 129-132.

13.Зайцев И.А., Ступин С.В. Технико-экономические задачи, решаемые при разработке вооружения и военной техники // Сб. научных трудов НТК «Проблемные вопросы развития наземных комплексов, стартового оборудования и эксплуатации летательных аппаратов». – Труды МАДИ. – Ч. 4. – М., 2010. – С. 140-143.



 
Похожие работы:

«ИНАСАРИДЗЕ Лиана Нодаровна АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ ТИТАНА ВО ФТОРИДСОДЕРЖАЩИХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ НА ОСНОВЕ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ И ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИДА Специальность 05.17.03 – Технология электрохимических процессов и защита от коррозии АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Иваново 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ивановский государственный...»

«Свешников Александр Сергеевич ФОРМИРОВАНИЕ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ШПОНА И ДРЕВЕСНО-КЛЕЕВОЙ КОМПОЗИЦИИ 05.21.05 – Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург 2014 2 Диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВПО Костромской государственный технологический университет на кафедре лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств Научный...»

«ГОРБУНОВА ТАТЬЯНА ЛЕОНИДОВНА СИСТЕМЫ ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ПЕРОКСИДНОСШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ И ОПТИМИЗИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТРУБ ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ 05.17.06 - Технология и переработка полимеров и композитов АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук МОСКВА - 2010 Работа выполнена в Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова на кафедре химии и технологии переработки...»

«Юрков Глеб Юрьевич НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ НОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦ d-ЭЛЕМЕНТОВ И ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ (ПОЛИЭТИЛЕНА И ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА) И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ Специальность 05.17.06 - Технология и переработка полимеров и композитов Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Саратов Работа...»

«Карпов Андрей Геннадьевич МАСЛОСТОЙКИЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ ТЕРМОЭЛАСТОПЛАСТ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА И ПОЛИПРОПИЛЕНА 05.17.06 – Технология и переработка полимеров и композитов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань 2008 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Казанский государственный технологический университет (ГОУ ВПО КГТУ) Научный руководитель : доктор...»

«МАРИНА ПАВЛОВНА ЗАХАРЕНКО ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ МОТИВАЦИИ МОЛОДЫХ БИБЛИОТЕЧНЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ: ФАКТОРЫ И УСЛОВИЯ Специальность 05.25.03 – библиотековедение, библиографоведение и книговедение АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата педагогических наук Москва 2012 Работа выполнена на кафедре управления информационно-библиотечной деятельностью Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования...»

«ЗАЙЦЕВ Дмитрий Борисович Кинетика и аппаратурно-технологическое оформление процесса инфракрасной сушки полиакриламидного геля Специальность 05.17.08 – Процессы и аппараты химических технологий АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2010 1 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный университет инженерной экологии (МГУИЭ) на кафедре...»

«Павлова Ирина Аркадьевна КЕРАМИЧЕСКИЕ КИСЛОТОУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СЫРЬЯ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА Специальность 05.17.11 – Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Томск – 2010 Работа выполнена в ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Научный руководитель доктор технических наук, профессор Кащеев Иван...»

«Веснин Роман Леонидович Эластомерные композиции с новым ингредиентом полифункционального действия на основе имида 2-сульфобензойной кислоты Специальность 05.17.06 – технология и переработка полимеров и композитов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Киров – 2009 2 Работа выполнена на кафедре Химии и технологии переработки эластомеров Государственного образовательного учреждения высшего Вятский профессионального образования...»

«БОЛОТОВ Иван Александрович ВЛАГОПЕРЕНОС ВО ВРАЩАЮЩИХСЯ ПОРИСТЫХ ТЕЛАХ 05.17.08 – Процессы и аппараты химических технологий АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Иваново 2012 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Ивановский государственный химикотехнологический университет Научный руководитель : доктор технических наук, профессор МИЗОНОВ Вадим Евгеньевич Официальные оппоненты : ЕЛИН Николай Николаевич доктор технических наук, профессор, ФГБОУ...»

«СИМКИН Андрей Владимирович ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКЦИОННЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАТОРНОЙ БАТАРЕИ Специальность 05.27.06 – технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2014 Работа выполнена в ФГАОУ ВПО Белгородский государственный национальный исследовательский университет Научный руководитель :...»

«Евтюхов Сергей Анатольевич КОМПОЗИЦИЯ ДОЛГОВЕЧНОЙ БУМАГИ ДЛЯ ОФСЕТНОЙ ПЕЧАТИ 05.21.03 – Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Санкт-Петербург - 2006 2 Работа выполнена на кафедре целлюлозно-бумажного производства Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С.М. Кирова. Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Пазухина...»

«Шаповалов Виктор Иванович ПЛЕНОЧНЫЕ СТРУКТУРЫ ОКСИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ: ТЕХНОЛОГИЯ, КОНТРОЛЬ, ОБОРУДОВАНИЕ Специальность: 05.27.06 – Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург – 2008 Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете ЛЭТИ им. В. И. Ульянова (Ленина). Научный консультант –...»

«Тюрин Алексей Михайлович ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛЕСОПИЛЬНОГО СТАНКА С ПОЛОСОВЫМИ НЕРАСТЯНУТЫМИ ПИЛАМИ Специальность 05.21.05 – Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Архангельск – 2013 Работа выполнена в ФГАОУ ВПО Северном (Арктическом) федеральном университете им. М.В. Ломоносова Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Прокофьев...»

«Шишов Михаил Александрович Самоорганизованные слои полианилина для применения в электронике Специальность 05.27.06 технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург 2013 Работа выполнена на кафедре микро- и наноэлектроники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета ЛЭТИ им. В.И. Ульянова (Ленина) Научный...»

«ДМИТРИЕВ ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА (05.17.06 - технология и переработка полимеров и композитов) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2011 www.sp-department.ru Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского на кафедре математической теории упругости и биомеханики Научный руководитель : доктор физико-математических наук,...»

«Моргунов Андрей Викторович Разработка энергосберегающих схем экстрактивной ректификации, содержащих комплексы с частично связанными тепловыми и материальными потоками 05.17.04 технология органических веществ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2009 Работа выполнена на кафедре Химии и технологии основного органического синтеза государственного образовательного учреждения Московская государственная академия тонкой химической...»

«Могилевская Наталья Викторовна СОСТАВЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ФАРФОРА И ФАЯНСА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОБЖИГА С АКТИВНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ Специальность 05.17.11 – Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Томск 2008 Работа выполнена на кафедре технологии силикатов и наноматериалов Томского политехнического университета Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Верещагин Владимир...»

«Сан Мин Наинг КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ МИКРОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ УСКОРЕНИЯ Специальность 05.27.06 – Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Москва – 2013 Работа выполнена на кафедре микроэлектроники ГОУ ВПО Национальный исследовательский университет МИЭТ Научный руководитель : доктор технических наук,...»

«ТЮРИН Алексей Николаевич ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСОСЕЧНО-ТРАНСПОРТНЫХ ПРОЦЕССОВ НА БАЗЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ГЛОБАЛЬНЫХ СИСТЕМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ 05.21.01.- Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2010 2 Работа выполнена на кафедре Технологии лесозаготовительных производств в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии имени С.М....»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.