Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования 14
1.1. Оценка состояния производственного оборудования машиностроительных предприятий 14
1.2. Анализ существующих подходов к планированию материально-технического снабжения и их недостатков 16
1.3. Обзор и анализ современных видов технического обслуживания и ремонта 24
1.4. Анализ причин, затрудняющих получение достоверной информации о техническом состоянии оборудования 34
1.5. Виды математического представления информации в задачах принятия решений 38
1.6. Выводы 45
Глава 2. Экспериментальное исследование факторов, влияющих на организацию материально-технического снабжения ремонтов 46
2.1. Анализ ресурсного обеспечения ТОР оборудования участка машиностроительного предприятия 46
2.2. Подбор необходимых экспертных методов, формирование группы экспертов и нахождение влияющих на материально-техническое снабжение системы ТОР факторов 51
2.3. Рассмотрение факторов, обуславливающих потребность в материально-техническом снабжении системы ТОР 55
2.4. Исследование признаков-факторов, влияющих на планирование и организацию материально-технического снабжения технического обслуживания и ремонтов 61
2.5. Построение схемы планирования МТС ТОРС и формирование процедуры выбора решения на основе экспертных оценок 70
2.6. Выводы 78
Глава 3. Теоретические основы обработки нечеткой информации, используемой экспертной системой для поддержки материально-технического снабжения ТОР 79
3.1. Рассмотрение особенностей получения экспертных оценок для нечеткого описания технического состояния машины 79
3.2. Описание технологии разработки экспертных систем 81
3.3. Формальное нечеткое описание фактического состояния единицы оборудования, как объекта материально-технического снабжения 83
3.4. Использование отношений предпочтения в задаче распознавания требуемого материально-технического снабжения ремонтов 87
3.5. Преодоление неопределенности в задаче многокритериальной классификации 93
3.6. Разработка информационной модели процесса поддержки организации МТС ТОРС 96
3.7. Выводы 99
Глава 4. Обсуждение организационно-технологичсеких особенностей практической реализации результатов исследования и разработка прототипа экспертной системы 100
4.1. Обсуждение принципа действия и требований к экспертной системе МТС ТОРС 100
4.2. Разработка структуры прототипа экспертной системы информационной поддержки 103
4.3. Описание процесса материально-технического снабжения при использовании экспертной системы МТС 107
4.4. Организационные аспекты планирования МТС ТОРС с применением ЭС 112
4.5. Технико-экономическое обоснование применения информационной поддержки в системе МТС ТОР 115
4.6. Выводы 124
Заключение 125
Приложение
- Анализ существующих подходов к планированию материально-технического снабжения и их недостатков
- Подбор необходимых экспертных методов, формирование группы экспертов и нахождение влияющих на материально-техническое снабжение системы ТОР факторов
- Формальное нечеткое описание фактического состояния единицы оборудования, как объекта материально-технического снабжения
- Разработка структуры прототипа экспертной системы информационной поддержки
Введение к работе
Актуальность исследования. Машиностроительные предприятия, эксплуатирующие большое число механического оборудования в технологических процессах, до сих пор имеют в своем активе много изношенных машин, объем которых достигает 60-70%. Эксплуатируемые агрегаты, спроектированные с запасом, при работе загружены не полностью и применяются при регламентированной системе планово-предупредительных ремонтов (ППР). Система является основой для организации материально-технического снабжения (МТС) технического обслуживания и ремонтов (ТОР) оборудования всеми видами необходимых ресурсов.
При работе машин, находящихся за пределами нормативного срока эксплуатации, изменяется механизм накопления повреждений, поэтому предсказуемость отказов традиционными статистически-вероятностными методами значительно снижается и система ППР становится технически и экономически неэффективной. В связи с этим появляется необходимость в увеличении объемов затрачиваемых материально-технических ресурсов. Кроме того, в период между плановыми ремонтами не выявляется существенная часть повреждений. И наоборот, отключение для профилактики и плановых ТОР машин, чей ресурс еще далеко не исчерпан, приводит к неоправданным затратам.
При эксплуатации изношенного оборудования наиболее целесообразной становится система технического обслуживания и ремонтов по состоянию оборудования (ТОРС). Для эффективного функционирования системы ТОРС, кроме организации технической диагностики и мониторинга состояния агрегатов, требуется своевременное обеспечение необходимыми объемами запасных частей, комплектующих и инвентаря. В сложившихся условиях, исходные данные для обеспечения материально-технического снабжения ТОРС становятся функциями технического
8 состояния эксплуатируемых машин. Поэтому планирование и организация снабжения требуемыми ресурсами без своевременного обеспечения необходимой информацией далеки от оптимальных. Сложность учета факторов, влияющих на техническое состояние машин, заключается в неполной их определенности, нечеткости, случайном характере изменения контролируемых величин, недостатке статистического материала о необходимых параметрах или просто их отсутствии. Недетерминированный характер внешних воздействий, трудности учета качественной и субъективной информации, характеризующей оценочные параметры технологических объектов, процессов и производственной среды, вносят еще больше сложности в процесс принятия решений планирования.
Одной из важных целей предприятий является организация МТС оптимальными объемами необходимых ресурсов, поставленными вовремя. Выработка решений по планированию материально-технического снабжения ТОРС представляется сложной задачей, требующей знаний не только о принципах работы технологического оборудования в области механики и теории старения машин, современных методов диагностики, которыми в большей степени обладают наиболее опытные специалисты, но и знаний, основанных на многолетнем опыте и интуиции. Задачи организации МТС ремонтов машиностроительного оборудования, во многом базируются на эмпирическом опыте, а результативность их решения определяется наличием специфических знаний у специалистов по эксплуатации. Все это обуславливает необходимость совершенствования применяемых методов и средств поддержки принятия решений для задач материально-технического снабжения ТОРС технологического оборудования машиностроения.
Степень разработанности проблемы. Существенный вклад в разрешение вопросов теории организации производства внесли ученые: Е. Адам, Р. Эберт, Д. Хайзер, В Рендер, М. Стар, С,А. Соколицын, В.А. Петров, К.Г. Татевосов, С.Д. Ильенкова, В.Ф. Романюк, Г.Я. Горбовцев,
9 Л.П. Владимирова, И.А. Медведев, К.А. Грачева, Л.А. Некрасов и др. В 60-80-х годах совершенствовались методы организации конструкторской и технологической подготовки производства, методы оценки эффективности новой техники по фазам жизненного цикла. Эти работы связаны с именами профессоров М.И. Ипатова, А.В. Проскурякова, создавших новые направления. Н.А. Афанасьевым и М.А. Юсиповым изложены теоретические основы организации системы ТОР электрооборудования на предприятиях.
Однако традиционные методы и средства в области организации МТС, в сложившейся обстановке, не способны в полной мере воспроизводить реальный опыт и знания специалистов-практиков. В то же время исследования в области искусственного интеллекта и экспертных систем (ЭС), в частности, показали эффективность применения интеллектуальных систем поддержки принятия решений, основанных на знаниях экспертов. Известны работы в данной области научных коллективов под руководством таких известных отечественных и зарубежных ученых, как СЮ. Маслов, Д.А. Поспелов, Н.Г. Загоруйко, B.C. Переверзев-Орлов, Д. Уотер-мен и др.
В этом же направлении в Норильском индустриальном институте осуществляется целевая программа по комплексному изучению организационно-технологического обеспечения сложных производственных систем в области совершенствования материально-технического снабжения ремонтов машиностроительного оборудования, разработки и промышленного применения интеллектуальных систем поддержки принятия решений, частью которого является предлагаемое исследование.
Цель работы состоит в совершенствовании научно-организационных методов и средств организации материально-технического снабжения системы обслуживания и ремонта технологического оборудования машиностроительного производства по фактическому состоянию. Для достижения поставленной цели сформулированы и решены основные задачи, заключающиеся в:
анализе недостатков систем традиционного подхода к организации материально-технического снабжения ремонтов и поиске эффективных методов принятия решений;
обосновании целесообразности перехода на новую систему, устраняющую недостатки предыдущей системы ТОР;
нахождении и исследовании признаков-факторов обуславливающих потребность в материально-техническом снабжении системы обслуживания и ремонта оборудования машиностроительного производства;
построении схемы организации планирования МТС ремонтов по состоянию эксплуатируемых машин;
усовершенствовании методики получения адекватных сложившейся ситуации экспертных заключений по МТС ТОРС на основе нечеткой оценки технического состояния оборудования;
построении информационной модели процесса организации МТС в функции технического состояния машин для дальнейшей реализации в экспертной системе;
разработке прототипа ЭС для поддержки принятия решений по организации материально-технического снабжения ТОРС.
предложении рекомендаций по совершенствованию организационной структуры управления машиностроительным предприятием с интеграцией автоматизированной информационной поддержки МТС ремонтов в функции технического состояния оборудования.
Объектом исследования является процесс организации материально-технического снабжения ТОР технологического оборудования машиностроения.
Предметом исследования являются научно-обоснованные методы и средства совершенствования процесса принятия решений по МТС системы ТОР в функции технического состояния машин.
Методы исследования. В ходе исследования используются: системный анализ, основы теории организации производства, математическое и
компьютерное моделирование, методы теории нечетких множеств и инженерии знаний.
Обоснованность и достоверность полученных научных результатов определяется корректным применением практически реализованных экспертных методик, основанных на положениях теории принятия решений, более полным охватом практически не учитывающихся ранее качественных факторов, использованием в методологии автоматизированного управления семантики опыта высококвалифицированных специалистов.
Научная новизна работы состоит в следующем:
решена задача определения сроков и объемов поставки запасных частей и инвентаря для ремонта эксплуатируемого оборудования машиностроения в функции технического состояния машин;
разработан прототип экспертной системы с использованием усовершенствованной методики получения адекватного сложившейся ситуации технического состояния оборудования экспертного заключения на основе нечеткой оценки потребности в МТС ТОРС;
предложены организационно-методические рекомендации по совершенствованию организационной структуры управления предприятием с интеграцией автоматизированной информационной поддержки МТС ТОРС.
Практическая значимость работы заключается:
материал диссертации использован в научно-исследовательской
работе: «Разработка научных основ бенчмаркетинговой технологии упоря
доченного функционирования электрооборудования» (номер гос. регист
рации 01.200202761), выполняемой по заданию рособразования РФ в
рамках тематического плана Норильского индустриального института
«Создание концепции жизнеобеспечения промзоны и инфраструктуры на
основе исследований физико-технических и социально-экономических
систем в условиях Крайнего Севера» и соответствует приоритетным
12 направлениям развития науки и техники, утвержденным Правительственной комиссией по науно-технической политике (№2727п-П8 и 2728п-П8);
теоретические положения, приведенные автором в работе, были отражены в организационно-методических рекомендациях для персонала участвующего в МТС ремонтов оборудования с использованием автоматизированной информационной поддержки, внедренных на Норильской обогатительной фабрике ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель» и ОАО «Норильсказпром»;
основные положения разработанных рекомендаций используются в учебном процессе центра подготовки персонала ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель»;
применение разработанной экспертной системы МТС ТОРС, способно снизить затраты на привлечение высококвалифицированных специалистов, автоматизировать получение экспертных заключений, тем самым повысив скорость и качество управленческих решений в условиях неопределенности, получив дополнительный экономический эффект.
На защиту выносятся полученные автором результаты исследования:
Методика экспертного оценивания технического состояния машин с помощью информативных признаков-факторов, обуславливающая повышение эффективности планирования и организации МТС ТОРС.
Схема организации планирования МТС ремонтов по состоянию производственных машин.
Методика получения адекватного сложившейся ситуации детерминированного экспертного заключения для организации МТС системы ремонтов по состоянию оборудования.
Информационная модель процесса организации материально-технического снабжения в функции технического состояния машин, реализуемая с помощью исследовательского прототипа экспертной системы поддержки МТС ТОРС.
13 Апробация работы. Полученные автором результаты исследования докладывались и представлялись на:
2-й международной научно-практической конференции «Глобальный научны потенциал» г. Тамбов 2006 г.;
всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» г. Екатеринбург, 2005 г.;
всероссийской научной конференции студентов и аспирантов: «Молодые исследователи регионам» г. Вологда, 2005 г.;
региональных научных конференциях молодых ученых Норильского индустриального института: «Электроэнергетика и автоматизация производства» г. Норильск, 2003 - 2006 гг.;
региональных научных конференциях ученых и специалистов Норильского индустриального института и Норильской горной компании г. Норильск, 2003 - 2006 гг.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 научных статьях общим объемом 1,2 печатных листа.
Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 194 стр., состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 157 источников, 18 рисунков и приложений.
Анализ существующих подходов к планированию материально-технического снабжения и их недостатков
Процесс управления производственной деятельностью связан с планированием, организацией выполнения планов и контролем конечных результатов. Обоснование потенциальных и фактических возможностей предприятия по производству продукции, заложенных в средствах труда, является основой формирования его производственной программы.
Производственная программа предприятия представляющая собой развернутый или комплексный план производства и продажи продукции, характеризующий годовой объем, номенклатуру, качество и сроки выпуска требуемых рынком товаров и услуг. Разработка производственной программы осуществляется на большинстве промышленных предприятий в три этапа [12]: 1. Составление годового производственного плана для всего предприятия. 2. Определение или уточнение на основе производственной программы приоритетных целей на плановый период. 3. Распределение годового плана производства по отдельным структурным подразделениям предприятия или исполнителям.
В зависимости от таких факторов, как форма собственности и уровень управления, размеры и структура предприятия, место возникновения и выполнения плановой стратегии и др., могут применяться три основных схемы планирования производственной программы: «снизу вверх», или децентрализовано, «сверху вниз», или централизованно, и во взаимодействии, или интерактивно. Интерактивное планирование предусматривает тесное взаимодействие между высшим руководством фирмы, плановым отделом и всеми оперативными подразделениями и функциональными службами.
На современных предприятиях широко применяется сводный план всех расходов предприятия на производство, называемый сметой затрат. В процессе разработки сметы затрат на производство в отечественной экономической науке и практике применяются три основных метода [54, 87, 135, 136,53,17,145,21,25,73,94]: сметный метод - на основе расчета затрат в масштабах всего предприятия по данным всего раздела плана; сводный метод - путем суммирования смет производства отдельных цехов, за исключением внутренних оборотов между ними; калькуляционный метод - на основе плановых расчетов по всей номенклатуре продукции работ и услуг с разложением комплексных статей на простые элементы затрат. Наиболее распространенный на отечественных предприятиях сметный метод обеспечивает тесную взаимоувязку и приведение в единую систему расчетов комплексного плана. При этом методе все затраты на производство по отдельным элементам сметы находятся по данным соответствующих разделов годового плана. Планирование потребности материальных ресурсов ведется по каждому виду, марке. Исходными данными для расчета годовой потребности в сырье, материалах, топливе и энергии являются: плановые расходные нормы по всем видам материальных и энергетиче ских ресурсов; годовой объем производства продукции. Смета расходов на содержание и обслуживание оборудования формируется по учетным данным предприятия или по укрупненным соотношениям, принятым по нормативным данным, действующим на предприятии. По результатам сметы выявляются плановые расходы на содержание и обслуживание оборудования на единицу выпускаемой продукции. Применение системы нормативных показателей должно обеспечивать адекватное планирование и оценку результатов деятельности предприятия, однако на практике довольно сложно в полной мере обеспечить выполнение всех требований к системе планирования. Препятствиями этому могут быть как человеческий фактор, сложность финансового планирования вследствие высокой неопределенности и непредсказуемости внешней среды функционирования предприятия, да и во внутренней среде также нет полной определенности. Запасы - один из наиболее дорогих активов большинства компаний и составляют до 40% от общего инвестируемого капитала [46].
Техника управления запасами точно вовремя. Общеизвестная задача материально-технического обеспечения заключается в снабжении производства материально-техническими ресурсами в необходимом количестве, нужного качества, в установленное время с наименьшими затратами [65,24,25, 88].
Запасы «точно вовремя» предполагают наличие минимальных запасов [65], необходимых для функционирования совершенной производящей системы. В системе запасов «точно вовремя», точные количества единиц прибывают в тот момент, когда они нужны, ни минутой раньше и ни минутой позже возникновения потребности в них. Запасы для ремонта оборудования существуют потому, что время и нужда в ремонте оборудования точно неизвестны. Некоторые запасы на ремонт являются функцией планирования ремонтов, остальные потребности в ремонтных запасах должны прогнозироваться. К организационным недостаткам, замедляющим движение материальных потоков, относятся: брак, задержки транспортировки, поломки оборудо вания, продолжительные переналадки, неоправданно большие размеры заделов на рабочих местах, ошибки в конструкторской документации, нарушения трудовой дисциплины и др. Проблемы, спрятанные в запасах, часто бывает трудно обнаружить. Уровень реализации на практике философии «точно вовремя», как правило, зависит от роли запасов в поддержании работы предприятия, в связи с чем, выделяют четыре базовые модели [113]: модель работы с запасами на входе и на выходе предприятия; модель работы с запасом на выходе; модель работы с запасом на входе; модель работы без запасов. Во всех моделях запас играет главную, но по-разному оцененную роль в обеспечении перемещения товарно-материальных ценностей. Отсутствие запасов в модели работы без запасов приводит к положительным последствиям экономии затрат на содержание запасов и повышения интегрированности со смежными внешними звеньями бизнес-цепи. С точки зрения МТС ремонтного хозяйства в условиях крайнего севера и высокими рисками срыва поставок, а также со случайным характером отказов производственного оборудования, без запаса на входе не обойтись, но его объем должен быть оптимален, т.к. понижение уровня запасов призвано снизить затраты хранения (табл. 1.1).
Подбор необходимых экспертных методов, формирование группы экспертов и нахождение влияющих на материально-техническое снабжение системы ТОР факторов
На настоящий момент одним из наиболее адекватных способов решения поставленной в диссертации задачи является разработка информационной системы поддержки принятия решений, для чего применим синтез методов экспертных оценок с методами теории нечетких множеств и отношений, позволяющих делать заключения, основываясь на нечетких данных.
Эффективность этапов идентификации и концептуализации автоматизированной экспертной системы (системы поддержки принятия решений), во многом определяется успешным формированием авторитетной группы экспертов и получением от них качественных знаний, которые составляют основу системы поддержки принятия решений по МТС ремонтов. Ключевым моментом является вопрос подбора наиболее надежного метода экспертного опроса. Специфика метода состоит, прежде всего, в том, что при его использовании источником первичной информации является человек (респондент) - непосредственный участник исследуемых процессов и явлений. Существует две разновидности опроса, связанные с письменной или устной формой общения с респондентами - анкетирование и интервьюирование. В их основе лежит совокупность предлагаемых вопросов, ответы на которые и образуют требуемую информацию.
Каждый вариант опроса представляет собой одну из наиболее сложных разновидностей социально-психологического общения, обусловленного рядом обстоятельств: содержанием анкеты или интервью, то есть перечнем вопросов, в которых реализован предмет исследования; качеством работы анкетёра или интервьюера; сосредоточенной работы респондента над предложенными вопросами; психологическим состоянием респондента в момент проведения опроса [33]. Метод опроса, опирающийся на достаточное число обученных анкетёров или интервьюеров, позволяет в максимально короткие сроки опрашивать довольно большое количество респондентов и получать различную по своей природе информацию. Однако, всегда следует учитывать возможное искажение информации полученной методом опроса, которое связано с особенностями процесса отражения различных сторон социальной практики в сознании людей. При интервьюировании контакт между исследователем и респондентом осуществляется при помощи интервьюера, который задает вопросы, предусмотренные исследователем, организует и направляет беседу с каждым отдельным человеком и фиксирует полученные ответы согласно инструкции. Установлено, что для становления экспертом в какой-либо области профессиональной деятельности требуется не менее 10-ти лет [152]. На первом этапе экспертного исследования определен перечень критериев отбора и их уровней в порядке убывания (табл. 2.1).
Подбор группы экспертов осуществлялся по принципу максимизации каждого из критериев отбора. Для повышения качества извлекаемой экспертной информации необходимо чтобы мнения экспертов в группе были согласованными и не выходили за рекомендуемые пределы [41,37, 68].
Для получения оценок согласованности экспертных групп были проведены первоначальные анкетирования с открытым вопросом: «перечислите факторы, влияющие на техническое состояние машин и планирование МТС ТОР». Из всей полученной экспертной информации, отобраны факторы перечисленные как минимум 3-мя респондентами. Далее респондентам предложено оценить группу перечисленных факторов методом парных сравнений [155, 148, 41, 16, 37, 68, 149, 9]. Указание лишь факта превосходства одного показателя над другим, как правило, не вызывает существенных затруднений у экспертов, что обосновывает применение данного метода. Также для повышения качества экспертной группы, использована трехтуро-вая процедура экспертных опросов по методу «Делфи». Временной интервал между турами составил 2 недели, согласно рекомендациям в [152].
Для решения задачи подбора требуемой группы респондентов, выбрано интервьюирование с фокусированным типом интервью, проводимое предметным экспертом. Особенности интервью по-разному проявляются в различных его организационных формах и рассмотрены в соответствующих работах [150, 22, 46, 84, 87]. Несмотря на то, что метод интервьюирования требует больших затрат времени и средств, по сравнению с анкетированием, он повышает надежность собираемых данных за счет уменьшения числа ошибок при заполнении вопросников.
Путем многократного интервьюирования экспертных групп разного состава решена цель - добиться удовлетворительной степени согласованности мнений специалистов, определяемой по формуле (2.14). В результате была сформирована группа из пяти респондентов с колебаниями степени согласованности мнений не выходящей за пределы 80%. В табл. 2.2 собраны характеристики личности каждого из экспертов по каждому из выбранных ранее критериев.
В результате подбора экспертов решена задача нахождения первичной группы факторов, воздействующих на МТС системы ТОР. Однако необходимо рассмотреть влияние каждого из них и их взаимодействие, с учетом возможностей получения данных, необходимых для снижения действия неопределенности на эффективность материально-технического снабжения ремонтов производственного оборудования, а также выделить наиболее значимую информацию.
Формальное нечеткое описание фактического состояния единицы оборудования, как объекта материально-технического снабжения
Текущее состояние технического объекта можно описать рядом признаков-факторов. Воспользуемся выражениями, которые можно получить на естественном языке от экспертов для их формализованного описания. Изобразим значения, которые может принимать каждый признак-фактор G/ множеством (облаком) точек с нечеткими границами, Х{ -область определения. Тогда, для измерения нечеткого значения показателя, произведем его интервальное шкалирование так, чтобы эксперт мог с абсолютной уверенностью указать на принадлежность значения к одному из интервалов Х\, Х -, Хт,. При этом достоверность высказывания эксперта будет равна 1. где Tj- терм-множество ЛП, в котором каждый терм имеет т значений признака; X; - универсум. Представим текущее состояние технического объекта множеством отобранных ранее признаков-факторов нечетко описывающих его G = {gl g2 83 84}: 8\ - возможность отказа; g - уровень качества последнего ремонта; g3 - период эксплуатации; g4 " производственная нагрузка на объект. Возможность отказа g\ выражается терм-множеством: Т ={низкая, средняя, высокая]. Аналогично уровень качества последнего ремонта g2, терм-множеством: Т2 = {высокий, средний, низкий}.
Период эксплуатации з, терм-множеством: Т&3 = {период стабилизации, полезного срока службы, интенсивного накопления повреждений}. Производственная нагрузка на единицу оборудования при эксплуатации g4» терм-множеством Нечеткие ситуации S; описывают текущее состояние машины и представляют собой сочетание отдельных значений информативных признаков-факторов. Объединим ситуации с одинаковыми решениями в классы, которым соответствуют, различные виды ремонтных воздействий, а следовательно и различные объемы МТР и сроки МТС: Класс уі (в соответствии со схемой организации планирования рис. 2.6) характеризуем, как удовлетворяющий требованиям нормального функционирования объекта на ближайший год. Ситуации Sj є уп, п = 1,8 требуют поставки материально технических ресурсов в объемах определяемых индивидуально по каждому виду ремонта. Пусть достоверность входной информации // / изменяется в пределах [О, 1]. Специалист по диагностике оборудования определяет уровень каждого из факторов, основываясь на своем опыте и интуиции с некоторым уровнем уверенности. Степень уверенности, сама по себе является нечетким фактором определяющим его выбор, поэтому данный показатель можно представить треугольным НЧ. Согласно [76] нечетким высказыванием называется предложение, относительно которого можно судить о степени его истинности или ложности в настоящее время. Мнение диагноста является нечетким высказыванием, а его истинность, является субъективной характеристикой и зависит от многих факторов, в частности от использования нечеткого высказывания. Если описать интервалы, в которые попадают значения определяемых признаков-факторов треугольными НЧ, тогда ЭС при вводе информации извне воспринимает НЧ составное высказывание. Составные высказывания образуются из простых с помощью логических операций отрицания, коньюкции, дизньюк-ции, импликации и др. [76]. Функция принадлежности пересечения двух НЧ определяется по критерию Вальда, представяемого максиминной операцией. Пусть значение показателя попадает в интервал Т и его можно доопределить до значения gj = gj\, тогда в соответствии с рисунком 3.4
Разработка структуры прототипа экспертной системы информационной поддержки
Рационализация планирования хозяйственной деятельности предприятия обеспечивает сокращение объемов работ по управлению в связи с большей его самостоятельностью и возрастанием роли прогнозирования. Повышение эффективности управленческого труда за счет его механизации пока ограничивается механизацией счетно-вычислительных процессов. В условиях современного информационного общества основу технического обновления управленческого труда должна составить компьютерная технология, которая предназначена главным образом для замещения или для повышения производительности умственного труда. Экспертные системы полностью соответствуют данной миссии, в результате выполнения которой предполагается реинжиниринг информационного бизнес-процесса принятия решений по МТС ТОР.
Вместе с этим реинжиниринг процесса организации материально-технического снабжения ремонтов не может не затронуть сущность и принципы планирования производства ремонтно-восстановительных работ технологического оборудования в связи с тем, что планирование ТОР и МТС ТОР тесно взаимосвязаны, и не должны рассматриваться отдельно. Также как в рыночной экономике объемы производства любого вида продукции не должны планироваться без учета спроса на нее. В гибкой системе планирования, необходимые объемы трудовых ресурсов должны определяться на основе прогнозирования возникновения спроса на ремонтные услуги.
В традиционной компании процессы разбиты на простые работы, которые выполняют функциональные подразделения. Очевидно, что организационная структура, в которой люди, распределяясь по отделам или группам и т.п., в которых они выполняют предписанные им функции являющиеся лишь частями процессов, при этом на лицо такие отрицательные последствия как недостаточная согласованность и даже в некоторых случаях противоречивость целей различных групп. При новом подходе процесс разбивается на многоплановые работы, выполняемые командами процессов.
Согласно ГОСТу [32], при проектировании каждого технического объекта должно разрабатываться его диагностическое обеспечение на базе диагностической модели объекта: устанавливаются диагностические признаки, прямые и косвенные параметры и методы их оценки, определяются условия работоспособности, разрабатываются алгоритмы распознавания состояния и выявления дефектов.
ЭС состоит из нескольких основных компонентов (рис. 4.1), которые, взаимодействуя между собой строго определенным образом, позволяют получать советы, требуемые специалисту, сомневающемуся в выборе правильного решения.
Структурная схема прототипа ЭС материально-технического снабжения технического обслуживания и ремонта База данных предназначена для хранения исходных и промежуточных данных, решаемой на конкретный момент задачи. Пользователь, взаимодействуя с интерфейсом ЭС, на основе имеющейся информации формирует образ входной ситуации, вводя значения признаков-факторов участвующих при формировании ядра продукции. Затем данный образ передается в решатель ЭС.
База знаний (БЗ), храня долгосрочные данные описывающие субъективные мнения экспертов о рассматриваемой проблемной области. По сути, она хранит субъективные информационные модели типа (3.16), в виде матриц отношений предпочтения видов МТС для объекта находящегося в определенном техническом состоянии. Анализ проблем и принятие решений ЛПР, обычно осуществляется в кратковременной памяти, которая, несмотря на более высокое быстродействие в сравнении с долговременной, имеет весьма ограниченный объем. Данный научно доказанный факт [66] накладывает ограничения на число альтернатив предлагаемых ЛПР для оценки, как правило не более 9-ти. Для работы алгоритма классификации вводимой информации, база знаний ЭС должна быть заполнена матрицами нечетких отношений предпочтения альтернатив.
В результате для принятого числа признаков и их уровней получим 12 матриц нечетких отношений предпочтения и 2 матрицы для определения весовых коэффициентов альтернатив и экспертов. Нередки случаи, когда при заполнении БЗ эксперты ошибаются, поэтому для повышения качества выдаваемых ЭС решений, следует проверять данные на соблюдение аксиом рационального поведения (из теории принятия решений). Если условие не выполняется, производится повторное опрос эксперта и корректировка матрицы.
Решатель, используя исходные данные рабочей памяти и БЗ, посредством вычислений, согласно принятой последовательности нечеткого вывода (3.3-3.15) формирует последовательность правил, которая приводит к решению поставленной задачи.
Компонент объяснения предназначен для объяснения пользователю, полученные системой решения задач и какие знания при этом использовались.
Диалоговый компонент обеспечивает «дружелюбное общение» со всеми категориями пользователей, как в ходе решения задач, так и приобретения знаний.
Принятие управляющего решения о МТС включает в себя процедуры получения массива косвенной информации о техническом состоянии объекта через уровни предпочтения каждого из видов ТОР, формирование на этой основе образа ситуации (S), распознавание состояния потребности в снабжении ресурсами и далее выбор предпочтительного решения из множества. Если в ходе решения задачи о МТС у ЛПР есть уверенность, что состояние оборудования не изменяется и нет обстоятельств и условий, которые могут ее изменить, то управляющих решений не принимается и ЭС МТС ТОР не используется. После проведения осмотра или диагностирования, должен быть выполнен краткосрочный прогноз состояния оборудования, который учитывается как время до следующей процедуры диагностирования и определяется диагностической ЭС оперативным персоналом или специалистами.
В случае возникновения подозрений на нарушение работы машин, специалистами собирается более полная информация об их техническом состоянии и тогда ЭС МТС ТОР будет задействована, устраняя потери рабочего времени наиболее опытных, обладающих процедуральными знаниями экспертов, отвлекаемых от основной работы, и ускоряя процесс принятия решения.
Предпочтения специалистов могут меняться в зависимости от того, какой вид оборудования рассматривается, что вполне естественно. Поэтому целесообразна группировка, например, по принципу максимального различия в скорости развития дефектов в разных группах. Также, если оборудование находится в разных помещениях с отличающимися условиями работы могущими повлиять на скорость развития дефектов и других отрицательных последствий влияния внешней среды. При использовании агрегатно-узловой схемы ремонта, целесообразно формировать базу знаний ЭС для каждой однородной группы узлов.
