Введение к работе
Область исследований и их актуальность
Специфику современного этапа автоматизации проектирования (АП) и
развития САПР определяет переход к автоматизации интеллектуальных действий
проектировщика и активное использование для этих целей методов .и средств
искусственного интеллекта. Исследования по возможностям автоматизации
интеллектуальных действий в актах принятия проектных решений (ШІР)
актуальны. . .
Наиболее распространенный подход к интеллектуализации процесса решения .
заключается в автоматизации такой работы по образцу ЭС, что правомерно и
эффективно для типовых проектных решений и проблематично для проектных
решений, которые приходится принимать на этапе концептуального
проектирования (определение требований к проектируемому объекту и
формулирование технического задания, создание технического предложения и
эскизное проектирование). Для проектных решений концептуального этапа
характерны их «новизна» при отсутствии подходящих образцов и аналогов, а
также Переход новых проектных решений в класс «типовых», подготовленных-для
применений в других проектах. .
Для традиционных построений и применений ЭС принципиально
использование вопросно-ответных действий (QA-действий) - интервьюирование
экспертов для построения решений и классификационный расспрос для доступа к
решениям из Базы экспертных знаний. Опыт QA-действий по информационному
обеспечению и оперативному управлению (мониторингу) процессами принятия
решений в ЭС логично заимствовать для его приложения в САПР, особенно для
приложений к автоматизации процесса концептуального проектирования. ' '
Анализ опыта создания и использования ЭС показывает, что теория и практика ЭС сталкивается с теми же проблемами, что и автоматизация концептуального проектирования, вопросно-ответные процессы (QA-процессы). которого подобны QA-процессам. этапа извлечения и компьютерного представления знаний экспертов. Исследования QA-процессов как составляющих ППР, оказывающих существенное информационное и управляющее воздействие на результативность и характеристики ГШР, актуальны.
Задачи поиска, построения и использования вопросно-ответных методик
(QA-иетодик) в динамике принятия проектных решений с созданием образцов для
типовых решений определяют область исследований, к которой относится
диссертационная работа. '
Объект и направление исследований' .. '
Роль объекта исследований в работе выполняет система динамических характеристик QA-процессов, анализ и управление которыми способно повысить . эффективность ППР в АП. Направление исследований связано с формализацией динамики QA-процессов, учитывающей, в первую очередь, деятельностную природу ' вопросов и ответов, которая должна находить свое адекватное. представление в их кодах, используемых для управления ППР.
Предмет исследований
Деятелыюстная интерпретация QA-процессов предполагает оперативный Переход к их кодировке, функции которого способно выполнить протоколирование QA-лействий. что и определяет предмет исследований как методы и средства формирования вопросно:ответных. протоколов (QA-протоколов), их обработки как первичной экспериментальной информации о QA-процессах и использования для оперативного управления-ДПР и их информационного обеспечения.
Основные цели
Исследовать динамику . вопросно-ответного протоколирования (QA- протоколирования) в ППР, . исходя из интерпретации ППР как «научного эксперимента», проведение которого документируется в форме QA-'протокола.
Разработать систему -методов и средств вопросно-ответных действий
проектировщика и их эффективного включения в технологию принятия проектных
решений в среде САПР.
Разработать специализированный процессор, обслуживающий ' вопросно-
ответное управление (QA-управлённе) процессами ППР за счет изменений
проектировщиком состояния процессора как динамической системы с памятью
(динамического процессора). '
Задача исследований
Решаемая в диссертационной работе задача связана с исследованием динамики QA-процессов с целью определения тех составляющих и характеристик динамики, на основе которых можно построить специализированный динамический
процессор для эффективного управления (мониторинга) проектной деятельностью в САПР. Исследуются и решаются задачи разработки математической модели QA-процесса, методики и компьютерного инструментария, применение' которых пользователем-проектировщиком позволяют ему повысить эффективность своей работы.
На используемое в диссертационной работе представление QA-пропессов, понимание их сущности и роли в ППР существенное влияние оказали работы таких Отечественных ученых как Поспелов Д.А., Александров Е.А., Вагин В.Н., Вермишев Ю.Х., Войшвилло Е.К., Норенков И.П., Попов Э.В., Рузавин Г.И., Соснин П.И. и таких зарубежных ученых как Белнап Н., Стил Т., Дж.КДжонс, Т.А. Ван Дейк, Дж.Клнр, Н.Нильсон, Дж.Питерсон, Д.Пойа.
Основания исследований
Исследования проводились в соответствии с планом госбюджетных НИР' Ульяновского государственного Технического университета, в том числе по теме ' «Разработка и исследование интеллектуального интерфейса в человеко-компьютериых средах», финансируемой из федерального бюджета по единому заказ-наряду Министерства общего и профессионального образования РФ.
Метод исследований
Сущность метода исследований определяла управляемая комбинаторика системного, деятельностного и эволюционного подходов, проводимая в рамках пошаговой детализации работ с задачей исследования и .опирающаяся на адекватные и практически полезные аналога.
Научная новизна ..
Предложена и исследована математическая модель ц(т) вопросно-ответного процесса в составе ППР, адекватность которой обеспечивают построения ц(г), сохраняющие первичную информации о QA-процесее, зарегистрированную в QA-ііротоколах, и вводящие в такую .базу практически полезные средства для деятельностной, событийной, лингвистической и логической интерпретаций.-
Предложена, исследована и испытана методика построения и использования
прикладных моделей p.j(t), что повышает качество и результативность
информационного обеспечения ППР и вводит в процесс решения дополнительные эффективные средства управления.
Достоверность
Достоверность полученных результатов подтверждается формулировкой-основных положений диссертации на основе достоверных знаний из прикладной информатики (системы автоматизации проектирования, системы искусственного интеллекта и экспертные системы), прикладной лингвистики, практической и формальных логик.
Экспериментальные подтверждения достоверности получены при разработке' и испытаниях системы инструментальных .средств, обеспечивающих реализацию ' вопросно-ответных действий проектировщика в ППР. Практическая ценность
В состав практических результатов входят методика построения прикладных моделей и динамический процессор как система инструментальных средств,-введение которых в технологию АП повышают эффективность ППР за счет включения в процесс решения средств оперативного протоколирования и динамического управления QA-процессами, а также за счет повышения ценности используемой информации и качества её документирования. Реализация и внедрения
Методика вопросно-ответного протоколирования использовалась в ГЦ НПО «МАРС» (г.Ульяновск) при разработке технического предложения и эскизного, проекта комплекса средств автоматизации изделия «Сигма».
Математическая модель вопросно-ответного процесса, ' обоснования её построений и применений внедрены в учебный процесс Ульяновского-государственного технического университета (в курс лекций по дисциплине «Проблемно-ориентированные диалоговые среды»). На зашиту выносится
Математическая модель p(t) вопросно-ответного процесса, кодирующая в
виде графа G естественную структуризацию QA-процесса и его- содержание,
зарегистрированные в QA-протоколе, к которому добавлены формальная '
грамматика структуры С>Атпротокола, прикладные логики (каузальная, временная,
вопросов и ответов) и преобразования G в сеть Петри.и сетевой график, что
повышает степень адекватности p.(t) функциям QA-процессов в задачах
управления ППР. ' ' .
Методика оперативного построения и применения проектировщиком прикладных моделей W*(t), интерактивное включение которой в технологию принятия проектных решений в среде САПР приводит к совокупности практически Полезных эффектов, в состав которой входят: сокращение сроков проектирования, повышение качества проектных решений и проектной документации, повышение квалификации проектировщика(ов) и др.
Реализация динамической системы, обеспечивающей QA-управление проектной деятельностью, в виде динамического процессора, в состав которого входят интерпретатор вопросно-ответных команд (QA-команд), системная и оперативная память, системы прерываний и интерфейса, что открывает доступ к опыту разработок управляющих процессоров и указывает направления развития динамических QA-процсссоров:
Апробация работы
Похожие диссертации на Разработка динамического процессора мониторинга проектной деятельности в САПР
