Введение к работе
Актуальность работы. При проектировании автомвтжЗвровышш систем упрззл&цяя организационно-технологическими объектами, техническими комплексам и другими сложными объектами определяющую роль игрвет этап научно-исследовательских работ. Именно здесь формулируются цели, задачи, проводятся. исследования по поиску нових структур, принципов действия, технологий функционирования и т.д., которые в первую очередь определяют качество проектируемых объектов.
Для автоматизации работ, внлолнявшх ва втацв 1ШР, используются система автоматизации нвучннх исследований а экспериментов. При этом проектировщик,-благодаря евлии познашінм, разрабатывает варианты решении, а автоматизация используется в
ОСНОЕНСМ ДЛЯ 0Ц9НКИ рЭШ9НИЙ.
Сдокность звдач, ретвемых нв этапе НИР, связана с необходимостью наряду с количественными данными, закономерности! также использоввть качеотвенше зависимости, опыт, здравий смысл и интуицию специалистов. Для описания семантической, т.ч. качественной, сшеловой информации используются едодуициа омюаааа классн семантических моделей: содераательныэ модели, модели осідай теории систем * логико-лингвистические модели (модели продстаклыши знаний).
Следует отметить практическое отсутствие работ гх, создавав единого подхода к формированию иерархических семантичагюи; цздэльи разных классов. Такой подход позволил 6и использовать г.нзхлиниа модели при проектирования одного и того кэ ойьекій на рва..:! им стадиях лровктяргшавин и уровнях абстрагирования. Лоьт.-цу разработка такого подхода, иетодов и ятсратмов шаска \. -:иаи.ч ;,;;я
иерархических семантических моделей, создание на их основе интеллектуальных систем анализа и синтеза объектов, а такха их применение для решения практических задач является соврвивнной актуальной проблемой.
В диссертацию Еклягаеня результаты исследований, выполнвввнх в рамках: приказа Минвуза РСФСР от 26.1Z.85 J» 810 "Об организации работ по комплексной программе- АН СССР, &нэлектронпрома СССР и Чинпузз РЖ!? "Повышение эффективности .припинення шчяелителъвЪ* техники в яагогых исследованиях, производства я В учебной процессе"; территориально-отраслевой научно-технической програйлв» "їЬфть и газ Томской области", утвержденной на совместном ззсадягога..коллегия Мипнефгелрома ССОР и Иинвузв РСФСР от 27.01.86 г. » 41/4 п.1; постановления комитета при президенте Российской Федерации по политике и информатизации * 17 от 22.03.93; НИР и OKF по создайте сложных технических; комплексов, АСЯГ ТП и АОЗТ оргсистак (отчет ш ИКР * ПВ1019277, инв.* 928791; отчет по НИР & ГР1590ОШ42, ияв.* В688ЯЭ; отчет по НКР JS ГГО186Ш69064, шв.№ ОИ3700552Є9; отчет по НКР * ГНЗ'12О0005б66, ннв. * 02910048964).
Цель рэботн - разработка теории, методов и средств автоматизация ранних вталон проектирования слояных систем на основе иерар-гячоеких сомантичаских моделей, а тшжа применение разработанного инструментария для проектирования АСУ Управления магистральными нефтепроводами. Центральной Сибири, АСУ областного цчлевого кош-„-'эксэ "Нефть и газ", синтеза структур, корраляцконно-вкстрйивлыви навигационных систем и создажм вкспвртяях систем различного газыачзнич.
Идея рв'гатн заключается в том, что проектировзянэ на ранних
FTci:nx предлагается осуществлять нэ основе иерархических
с.".маішие-.:і<ах моделей различных-классов (медали тклв.доропв полей.
додели 'вариантного зжйра па тбэре^яка-шюжестваннзы язика, логико-лингвистические, и гиориднке модели), построенных no od^oc штодогагни, которая предусматривает фср,.афовзвае дв/аарзтиьасг модели предметней области» разработку модели принятия рваїзіпгй, поиск и оценку рвавшш, а также развитие предметной области.
Согласно сфорнулірованнай цели диссертации в работа ставятсг и реаавтся сладутща ввдачх:
1. Создание схвин формирования иерархически! семаятичаскь
моделей принятия решений но основа декларативной модели предоэзж.-
области.
2. Разработка мэтода построения декларативной модели праднэка;
области. - '
3. Разработка катода построения дарэва целей оргеистекц s средств автоматизации его построения.
4. Разработка катода формирования иерархических семантически}
^soдeдea вариантного, внборв на теоретако-мнагественноц язика .
алгоритмов поиска равэния.
5. Создание котода формирования иерархических ломко
лингвистических и гибридных моделей и алгоритмов поиска решения.
6. Разработка инструмэнтальнш средств создания вкспергащ
систем. . .
7. Проектирование АСУ Управления магистральнныя нефтепровода*!!!
Центральной Сибири, АСУ регионального целевого комплекса "Нефть г-
газ" Таиской области и формирование структуры нехвуаовскогс;
вкспаримантайьно-производстванного комплекса.г. Томска.
8.' Разработка вкспертной' системы оценки нвучно-тйхничаскогч, уровня информатизации управления регионом.
9. Разработка вкспертной система "КЗНС структура" для нау^шш нсслэдований в области синтеза оптимальных структур корреляционно-
вкстромалышх навигационных систем.
10. Создание медицинских диагностических експертних систем ("Трокао-таст"-и "Тест-зрение") для оценки ттюмбоопаснасти у ладзй с експресе-диагностики состояния зрения J
Метода исследования. Для рвизния поставленных задач в работе используются метода системного анализа, аппзрзт и кетода теория кнотаств, математической логики, гаштацЕошгаго моделирования, иатвнатрческого программирования, теория искусственного интеллекта и вксгортшх систем.
Научна? новизна нолгчешах результате!) состоят в следящей: -предложена схема формирозения иерархической семантической гадали, вклотащая вташ построения декларативной «одели предметной озласти, разработки модели принятия реоений, поиска и сценки ранения, развития предметной области;
- разработан ряд новых стандартных моделей . оргскстем,
удовлетворяют* предлгакэышм принципам формирования и
Еспольсоваяия стандартша моделей;
- создан алгоритм формирования деісларзтавноЯ модели предметной
области, учитывавший зависимость применяемых для дакемпоаяцш
. стандартных моделей от. ранее приаекешой последовательности ко делай;
разработан алгоритм формирования дарова' целой оргеистемн »:э> г-'-нозв предложенной совокупности, основании декомпозиция, ілуивчагдаГ; ряд иових оснований;
разработан та год формирования иерархической соиошичесной кодвли вариантного выбора нз теотмтйко-йяозйстввнном язако, которая опжнваэт состав и-связи подсистем система, влекэнтов, их парзатрэв и предложены алгорнпш пояска решения, осковшаша нз ппольаовршк: теории координации;
7 разработан метод формирования иерархической лсгико-лшгКістач8сз5ой я гиэридвса модедэй, структура которых определяется функциональной сетью параметров, а вид зависимости задается сойокупностьи првЕил-продукций либо формулами, а. такза прэдлокэш s исследованы алгоритма поиска.решения.
Теоретическая значимость результатов работы. Преджжзнная схема (формирования иерархических семантических моделей интересна я пряввна тем, чгэ дааводяэт объединить подхода к построении семантических моделей различных классов я использовать общие ыэтода и алгоритма. Разработанный ыэтод построения дерева целей представляет значительна янгэрвс правда всего потому, что обзсдачизаат полноту иерархии целей за счет использования разработанного язбора оснований декомпозиции, удовлэтвбряыцаго предло-SBS3124 оркацяпЕМ создания "оснований а вх применения, а также позволяет алгоритмизировать и автоматизировать процесс построения деревьев целей. Вввдеинкэ иерархические семантические модели оргапиэациопно-технолопмескнх объвктов нв теоретико-ыноЕвстванноа языке представляют анзчяталышя самостпятолышя интереа, так как они ксгут служить тем "каркасом", который объединит модели, относящиеся к разным типам и описывахцяэ различные аспекта сястемы. Идоа, полрханныа в основу предлсЕаіпшх алгоритмов поиска реванкя, являются плодотворными для создания практических методик вариантного синтеза структур. Предлоааннай подход к форыированив гибридных моделей интересен тем, что он доведен до уровня конкретних процедур выявления структуры связей и задания вадэ зависимостей параметров, определения ограничений и критерия, что позволяет повысить качество- моделей н создать более эф!вктианыэ алгоритми поиска рвівения, чей при использовании традиционных методов иквэнвряи знаний.
Црзятпвсгяя данность результатов ркботн. " Разработанные методы формирования иерархических семантических иодвлей ж со^дрезгч преграммннэ системы когут Сыть испояьзовзш на раших этапах проектирования автоматизированных систем упрашюйия нрякгичэски лггЗілс оргаш:звционяо-тэхш.погачвоких объектов, а'такжэ датут Снть применены . для .решения задач синтеза структуры техня7э?чях систем рвзлкчного тала и создания экспертных- систем различного яп?нвчзнея. Кромо того, упонянутыэ еышэ и. -другие ' резілг.-т=тн »ті?ут- бать использованы в обучении в различных Еузах по такта !'урог?«, как мв-тлда нодолпровпнЕя, вкапзргные системы, про?кгкровг'пл
Реадязгцяя результатов работа. Разработанные катода . и
алгоритмі использованы:
дтя преэгтировения АСУ УМНЦП, АС!У РІЩ "Нефть и газ" Томской оЗдвсти « сийптэза структура меявуетзекого акспэрЕМэнтально-нрогшволстзчнйаго коигшэкса г. Томска;
д.'." спздгния 30 "Т^ст-пиформ" в глтэресах Бсэроссяйского НИИ пр^бл^ ры'ио.глгальноЯ твхшнш п информатизации (г- Москва);
-- для с:-гдан/л еОолечки 30 "ЗСЖГГ, которая используется для наутячх 1-с:;ле^оЕЭ1Ий я обучения п Акадэжгя гражданской авиации (г. О-тат-ПзтерОурі*), в предприятии "Новие технологии образования" (г. Москва), в Алтайской Укиварсигвтв (г.Барнаул), а ТАСУРа (г.Томск);
для сегдетая 30 "ЕЭН0-структура", используемой в НИИ АЗМ при ЇАОУїо (г.Тгмтк) для научная исследований. '
,ггл создега-я 30 "Тронба-тест" и ЕО "Тэст~зрвго:э", ЗС "ТромЗо-тс-ст" и.^по.тьзуэт.сч для научных исслэдопапий в ОЖйгрском медицино-ксг.1 ункаерзятяте (г.Томск), г. 20 "Тэст-эрентга" созданз по. заказу к^утно-пгсглк^дстзэнаого центра "йкар" (г.Точек) для котелорчоского
раГЯТрОСППиШГМ.
Осшшдка полегания, аылосюлые на авцату перечислены в раздала "Іїзучяая новлзна".
Апробация работы. Оснонше результаты диссертационной работы
докладывалась и обсуадались на: мвкдуиародаой конференции
"Изгфорнациоано-управлявднэ и вычислительные комплексы на основа
вовых технологій. Наука н маркетинг", г.Санкт-Петербург, 1992; X
научной конференции "Планирование в автоматизация эксперимента в
научных исследованиях", г.Москва, 1Э92; меядународноа конференция
"Обработка наабракэняй " и дистанционные исследования'',
г.Новосибирск, І990; Всесоюзном совещании по экспертным системам,
г.Суздаль, 1ЭЭ0; -Всоссюзиой научно-технической конференции
"Маловере- машинные системи и комплексы принятия pecaauS",
гЛагаарог, 1Э8Э;- мввдуяародася кояфзранции "Computer-aided
control syatraa dasipi", г.Алма-Ата, -1339; Всвсовзном совецанша
"Проблема проектирования експэртшх систем", г.Цосква, 1S83; Х7
Всасокшой: научной конференции "Автоматизация поискового
конструирования и подгстонка инжэнерных кадров", г.Волгоград,
1537; Бсесошисі» научно-технической конференции "Создание раои:нх
каст управленческого персонала на мини и юткро-ЭШ", г.Таисл,
1985; VII Всесоюзном симпозиуме "Эффективность, качество,
надэзиость систем человек-техника", г.Таллин, 1984;
республиканском секинаре "Проблемы создания и внедрения АОУ 1'П"*,
г. Кашне в, 1931; Всесоюзной научыо-техническса конференции "Синтез
я прсюктированиэ многоуровневых систем управления", г.Барнаул,
1982; республиканском' семинаре ."Опыт и пробдецы разработки"
территориальных АСУ", г.Тоыск, 19S3; BcebGixsnoa
научно-практической сеюшаре "Прикладные аспекты упрагльиия
сложными .. системам", г.Кемерово, 1983; Всесоюзном
научно-техническом совещании по. проектированию АСУП, г.'Гвллш,
10 1980; Всесовзном совещании по проблеме "Разработка и применение целевых структур в система управления высшей школой", г.Томск, 1979; региональном семинаре "Диалоговые системы", ' г.Ленкнград, 1978; 17 Всесоюзном симпозиуме "Проблемы системотехники", г.Ленянград, 1973; Всесоюзном совещании-семинаре по управлению большими системами, г.Алма-Ата, 1978; II Всесоюзном совещании по автоматизации . проектирования систем автоматического и автоматизированого управления, г.Челябинск, 1978; Всесовзной научной конференции "Вопросы совершенствования территориального управления", г.Томск, 1977.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликована 58 работ, в том числе і монографии. Список основных работ приведен в конце автореферата.
Структура н объем диссертации, диссертационная работа состоит из введения, вести глвв. заключения, списка литература (219 наименований) и приложений. Общий объем диссертации составляет 422 страница машинописного текста, который включает 61 рис.,11 таблиц.
