Введение к работе
Актуальность работы. В связи с переходом к рыночной экономь ке, отечественной промышленностьа в ближайшие годы, должен быть обеспечен выпуск продукции, отвечающей по своим технико-экономическим показателям мировому уровню, а также осуществлена комплексная автоматизация не только технологических процессов, но и предшествующих им процессов проектирования, технологической подготовки, планирования и организации производства. Практическое решение этих задач возможно только при использовании широкого класса эрготехнических систем (ЭТС): систем автоматизированного проектирования, автоматизированных систем управления и т.п. Характерной особенностью названных.систем является наличие информационных потоков в тех ветвях контуров управления, которые замыкаются через человека - активного субъекта управления, чьи психофизиологические возможности являются ограниченными и к тому же переменными величинами. Оптимизация информационной загрузки человека -оператора ЭТС является, на сегодняшний день, одной из основных ' .проблем эргономики. IJ звязи с этим, важнейшей задачей эргономики является проектирование информационных моделей (ИМ) - условного отображения информации о состоянии объекта воздействия, системы "человек - машина" и способов управления ими.
. Повышение эффективности, и качества труда эргономистов-проектировщиков таких сложных систем как ЭТС может быть достигнуто лишь при условии комплексной автоматизации эргономического обеспечения проектирования (ЭОП) на всех этапах их создания. Актуальность автоматизации интеллектуальной деятельности эргономиста- проектировщика ИМ посредством разработки системы интеллектуальной поддержки (СИП) определяется следующиші положениями: тенценцией развития информационных систем (ИНС) по пути возрастающей степени их интеллектуальности; потребностью в интеллектуальной поддержке эргономиста, решающего в процессе проектирования следующие, подразделяющиеся по новизне, задачи: повторяющиеся, новые и уникальные; отсутствием аналогичных отечественных и зарубежных разработок по созчанию аппаратно-программных средств в области ЭОП ЭТС.
Таким образом, рассмотренные положения обуславливают наличие новой научно-технической задачи, заключающейся в разработке метода интеллектуальной поддержки процесса эргономического проектирования ИМ, ориентированного на эргономистов с различной квалификацией п тоории и практике проектирования как инструментальных
средств автоматизации проектирования, так и ИМ.
Научный базис. Основополагающие результаты в области моделирования сложных человеко-машинных систем получены в работах В.М.Глушкова, А.И.Губинского, В.И.Николаева и др.; в области функционально-структурной теории эффективности, качества и надежности ЭТО - в работах К.А.Лмбарцумяна, А.И.Губинского, В.Г.Евграфова В.В.Кобзева и др.; в области^понятийного базиса эргономики - в работах В.М.Ахутина, В.М.Войненко, В.П.Зинченко, Г.М.Зараковского В.М.Мунипова, Г.В.Суходольского, П.Я.Шлаена и др.; в области теории искусственного интеллекта и проектирования интеллектуальных систем - в работах В.Н.Вагина, В.В.Кобзева, М.Кумбса, Д.Лената, Э.В.Попова, Г.С.Поспелова, Д.Уотермана и др.; в области эргономического проектирования ИМ - в работах В.Ф.Венды, В.Г.Евграфова, В.П.Зинченко, Б.Ф.Ломова, В.М.Мунипова и др.
Объектом исследования в диссертационной работе является- эрго номическое обеспечение проектирования ИМ средств отображения информации (СОИ) индивидуального пользования (в дальнейшем использу ем аббревиатуру ИМ).
Предметом исследования является метод автоматизации процедур интеллектуальной поддержки процесса эргономического проектирования ИМ.
Цель диссертационной работы состоит в разработке метода инте ллектуальной поддержки процесса эргономического проектированияИМ позволяющего осуществлять интеллектуальную поддержку пользователе различной квалификации на всех этапах проектирования ИМ.
Методы исследования.' При разработке метода интеллектуальной поддержки процесса эргономического проектирования.ИМ и его програ ммной реализацией использованы методы функционально-структурной теории ЭТС, теории структуризации ЭТС, теории семиотических систем, теории формальной логики, теории искусственного интеллекта (ИИ), методы эргономического проектирования, прикладной лингвиста ки и программирования.
Внносимне на зашиту результаты. В диссертационной работе получены и выносятся на защиту следующие научные результаты:
-
Способ формализованного описания проблемной области (ПО) "Э0П ЭТС".
-
Способ автоматизации процедур приобретения знаний о прикл дной области (ПрО)"ЭОП ИМ" (на примере решения задачи приобретени ананн^, необходимых для ЗОН ИМ о состоянии и функционировании тех нологнческих процессов).
3. Научно-практический результат, состоящий в разработка CAll эргономического обеспечения проектирования ИМ (СИП ЭОП);
Научная новизна результатов исследования, заключается в слв-дувдем:
-
При разработка способа формализованного описания ПО "ЭОП ЭТО", во-первых, на основе единого методологического подхода теории семиотических систем и положений теории структуризации ЭТС, разработаны как обобщенная модель представления знаний о ПО "ЭОП ЭТС, так и методика системноэргономического анализа систем "эргономист - СИП ЭОП"; во-вторых, тем что перечисленные выше теории распространены на новый класс интеллектуальных систем - СИП ЭОП, путем исследования структуры предметной области(ПдО) "Системы интеллектуальной поддержки эргономического обеспечения проектирования", в результате которого получена формализованная система знаний, необходимых для проектирования систем данного класса.
-
Разработанный способ автоматизированного приобретения знаний , во-первых, обобщает известные в инженерии знаний подходы и включает в себя функционально-ориентированные методы инженерной психологии, обеспечивающие эффективность взаимодействия эргономиста-проектировщика с экспертами; во-вторых, развивает известный способ "передачи знаний от экспертов в ЭВМ через интеллектуальную редактирующую программу в части методики автоматизированной гене-
.рации вопросов для извлечения знаний в конкретной ПдО.
. З.В результате разработки системы продукционных правил и комплекса управляющих стратегий ЭОП ИМ,- создана новая методика, обобщаюіцая известные -эргономические требования и рекомендации к разработке ИМ и развивающая их для использования в системах, основанных на знаниях. Разработанный информационно-программный комплекс практически реализует элементы новизны вышеназванных результатов .
Достоверность результатов. Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается наличием обоснований моделей и способов с позиций системного подхода, функционально-структурной теории (ФСТ) ЭТС,' теории структуризации ЭТС, теории формальной логики, корректным использованием аппарата теории множеств, исчислений высказываний и предикатов первого порядка, а также результатами апробации, исследований и практической проверкой на разработанном информационно-программном комплексе.
Практическая ценность и результаты внедрения.Разработанный в диссертации метод интеллектуальной поддержки процесса эргоиомичес-
кого проектирования ИМ доведен до программной реализации в виде прототипа СИП ЭОП, предоставляющего пользователям различной квалификации знания по проектированию ИМ на основе используемых средств СИП ЭОП, а также программное и информационное обеспечени поддерживающее многоэтапный процесс разработки ИМ.
Результаты работы внедрены в СИП проектирования ИМ, разрабо тка которой проводилась С-ПЭТУ в рамках: НИР г/б-2 АСОИУ-7 'Таз-работка технических предложений по информационно-программным ере дствам интеллектуальной системы эргономического проектирования систем "человек-машина" (ИИТКГОРГО)", проводимой по программе . ПШТ "Перспективные информационные технологии" и НИР г/б-2 АСОИУ-95 "Интеллектуальные системы автоматизации эргономических научных исследований, эргономического проектирования и эргономических испытании, основанные на новой информационной технологии построением универсальных баз знаний и экспертных систем ПО 'ЭТС (ИНТЕЛЛЭРГО)", проводимой по проекту "Разработка теории,, методої и средств реализации интегрированных интеллектуальных систем (Ш ТЕТРИС)" Института программных систем РАН. Результаты.работы внє дрены также в разработку СИП в рамках НИР АС0ИУ-70/4554/55 с НПС "Ротор" г.Черкассы. Внедрение результатов работы, благодаря снижению затрат, обусловленных ошибочными решениями оператора цеха горячей прессовки оценивается суммарным годовым аффектом в разме ре 21,18 тыс.руб. (в ценах 1990 г.), что подтверждается соответс твующим актом.
Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы были доложены: на IX Всесоюзном симпозиум "Эффективность, качество и надежность систем "человек-техника"" (Воронеж, 1990г.); Межрегиональных семинарах "Эргономика, и эффек тивность систем "человек-техника"" (Игналина, 1989-1991гг.); нау чно-техничеекгос конференциях С-ПЭТУ (С-Петербург, 1990-1993гг.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликова ны тезисы к четырем конференциям, включая одну всесоюзную и три межрегиональные.
Структура и объем работы. Работа содержит введение, четыре главы, заключение, список литературы, включающий 116 наименовани и приложения. Основная часть работы изложена на 148 страницах ма шшописного текста. Работа содержит 20 рисунков и 14 таблиц.
