Введение к работе
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 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
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
2 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 ТІШ 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, 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:
проведенные исследования показывают, что структурные и функциональные свойства ТПП РЭА позволяют при накоплении знаний в данной предметной области применять формализованные процедуры, основанные на структурировании информации и ситуационном управлении,
на базе проведенного исследования 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,
предлагаемые методы в отличие от существующих ранее подходов вводят стандартизованные 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 значительно повысить качество и эффективность процесса создания ЭС ТПП РЭА Ее реализация применительно к решению технологических задач позволяет решить часть проблем, возникающих на современном предприятии 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 Предложенная методика может использоваться для решения задач, как технологического характера, так и для решения общих задач организации производства
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
Программа «Экспертная система по определению набора оптимальных типовых технологических процессов для изготовления субблоков» зарегистрирована отделом регистрации программ для ЭВМ Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (№2007611880) Правообладателем исключительного права на которую 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, посвященная 60-летию факультета «Радиоэлектроника летательных аппаратов» МАИ «Информационные технологии и радиоэлектронные системы » (Москва, 25 мая 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)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 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
