CC BY
37
УДК 681.518
Э. М. Чуркин
ИННФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА «ЕДИНОЕ ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО»
Рассматривается информационная система «Единое терминологическое пространство», хранящая структурированную информацию и технологии учебного процесса кафедры, факультета и НИОКР технопарка. Система автоматизирует работу преподавателя, инженерно-технического персонала, студентов. Технопарк участвует в создании инновационной среды и новых технологий.
Приводится пример создания системы диагностики авиационного оборудования.
Ключевые слова: информационная система, единое терминологическое пространство, технологии интерактивного управления, инновации, моделирование.
Научно-техническая революция мотивирует создание новых совершенных средств и способов моделирования и управления с целью совершенствования учебного процесса вуза и подготовки эффективных технологий и инноваций для промышленности.
Для указанных целей создана и используется информационная система «Единое терминологическое пространство» (ЕТП) (рис. 1).
Рис. 2. Главное меню
Рис. 1. Информационная система аэрокосмических университетов
Система ЕТП осуществляет сбор и хранение структурированной терминологической информации дисциплин кафедры, электронных учебников, УМК, что обеспечивает единство понятий в рамках учебных направлений и соблюдение стандартов; выдает терминологические справки, позволяет создавать статьи по опорным понятиям лекций.
Технопарк содержит инструментарии создания технологий интерактивных систем управления (СУ) и внедрения новых математических методов в бизнес и менеджмент, позволяющих осуществлять целенаправленную инновационную деятельность.
Управление системой ЕТП осуществляется через главное меню (рис. 2).
Непосредственная работа с информацией: поиск, чтение, занесение, редактирование осуществляется через экранную форму (рис. 3).
Поиск и выбор записи с требуемой информацией производится из ниспадающего списка справа (см. рис. 3).
Рис. 3. Экранная форма для работы с информацией
Из главного меню имеется возможность печатать предварительный отчет (рис. 4).
Термин Толкование Доголнигельно
ЯУОТ- тампчнын метод анализа анализ внутренней и
аналш сильных п слабых сторон внешней сред компании с с игтем уцшлетия для
компании, возможностепи шльюучета возможностей бшнес-прошссов М.:
угроз как внутри, так и и ресурсов для гоароения Доброе слово, МАИ, 2005
извне стратегачеюго плана
Чуркин Э.М. Исследование Компания мояет влиять на параметры Бнугренвепсреды. Нет возможностей влияния ш параметры внешней среды.
Алгоритм упорядочивание работ наМншмшрует время Джжона х или 3-х стенках выполнения
пхледователыюсга работ
Кофман А. Введение в Преимущества
псследовжж операций М.: упорядочивания Мир, 1970 иллюстрируются
дшграммаш Ганта
Рис. 4. Пример отчета
Отчет может иметь вид статьи.
Инструментарий создания технологии интерактивной СУ для определенного бизнес-процесса фор-
мирует в Excel систему управления из связанных компонентов. В качестве входной информации используется структурная схема бизнес-процесса (см. пример на рис. 5).
Данные Модель Метод шансов Портал
ООО
Повыш_цены Повыш_ Методы
на энерго_ цены неоп ределен
носители ед. продукц
Рис. 5. Оценка доходности производственного проекта в условиях неопределенности
Для данной схемы строится система интерактивного управления из связанных компонентов (рис. 6).
Компонент Данные содержит в определенном формате исходные данные. Компонент Модель выполняет основные вычисления. Компонент Метод шансов уменьшает неопределенность.
Компоненты Повыш_ цены на энерго_носит_ и Повышцены ед.продукц моделируют динамику взаимодействия субъектов: поставщика энергоносителей и производителя продукции. Отдельно выделен компонент Методы неопределенности, аккумулирующий достижения в области науки и позволяющий подбирать для заданного бизнес-процесса более эффективный метод снижения неопределенности.
Все результаты моделирования для мониторинга и оценки ожидаемых последствий подготавливаемых решений передаются в Портал (рис. 7), где производится окончательная подготовка управленческих решений и осуществляется управление процессом.
Управление проектом в условиях неопределенности предполагает анализ кризисных ситуаций. В качестве примера рассмотрим 10-кратное повышение цены на электроэнергию. Управление этим процессом показано в Портале на протяжении трех фаз кризиса. Для каждой отдельной фазы выделен один столбец. На экране изображены 3 фазы состояния кризиса с предложениями по уменьшению его влияния на производство. Фазы иллюстрируют динамику влияния кризиса на производство и эффективность средств защиты. Ценно, что при управлении процессом можно видеть степень влияния средств защиты и получаемые результаты.
Дэнные Портал / Модель / Метод Шанс / Цен Эл энерг / Цена лроизв / Неопре^
Рис. 6. Компоненты системы интерактивного управления
Рис. 7. Фрагмент Портала
Инструментарий внедрения новых математических методов в производство предполагает постановку производственной задачи, подбор и разработку методов и алгоритмов решения, построение системы управления и ее применение.
Работу инструментария рассмотрим на примере построения системы диагностики неисправностей авиационного оборудования (АО) на основе метода дискриминантного анализа (МДА), классифицирующего многомерные наблюдения по нескольким категориям.
С помощью МДА анализируются статистические данные о неисправностях АО и строятся пространство дискриминантных функций, канонические функции и центроиды классов, которые переносятся в Excel, где диагностируются поступающие сообщения о неисправностях АО.
МДА реализован в программном пакете STATGRAPHICS Plus for Windows, что существенно ускоряет работу и повышает достоверность испытаний.
Статистическая диагностическая система включает базу данных испытаний; MS Office Excel; пакет STATGRAPHICS for Windows (рис. 8).
неисправностей по шаблону. Открывает электронную таблицу Excel, в которой для диагностируемого сообщения вычисляет значения дискриминантных функций как сумму парных произведений коэффициентов дискриминантных функций на соответствующие коды признаков. Значения функций являются координатами диагностируемого сообщения в пространстве дискриминантных функций (рис. 9).
Рис. 8. Статистическая диагностическая система
Авиационное оборудование проверяется на испытательном стенде. Результаты испытаний записываются в базу данных и поступают на дисплей инженера лаборатории. Сообщения о неисправностях в виде отклонений значений признаков кодируются по инструкции и передаются для диагностики в MS Excel.
Диагностика выполняется в 2 этапа: подготовительный и основной.
На подготовительном этапе диагностики математик-статистик выполняет настройку статистической системы. Загружает статистику предшествующих неисправностей АО, производит анализ статистики и по результатам строит пространство дискриминантных функций, канонические дискриминантные функции, центроиды классов, определяет точность диагностики.
На основном этапе диагностики инженер лаборатории принимает из базы данных сообщения о неисправности испытываемого АО. Кодирует признаки
Рис. 9. Пример диагностики пришедшего сообщения на листе Excel
В Excel строится пространство дискриминантных функций и центроидов. В это пространство включаются координаты точки диагностируемого сообщения. Минимальное расстояние от этой точки до центроидов диагностирует неисправность с указанием точности диагностики (рис. 10).
В рассматриваемом примере диагностируемые неисправности АО разделены на 4 группы:
- 1-я - неисправности двигательной установки (наблюдалось 28 случаев);
- 2-я - неисправности электрооборудования (25 случаев);
- 3-я - неисправности системы управления (26 случаев);
- 4-я - другие неисправности (24 случая).
Признаки неисправностей обозначаются переменными: х1, х2, х3,..., х8. Значения признаков представлены кодами.
Задача диагностики формулируется следующим образом.
Имея статистические данные по неисправностям АО, с помощью пакета STATGRAPHICS провести дискриминантный анализ:
- определить дискриминантные функции, представляющие значимую диагностическую информацию;
- найти константы и коэффициенты для первых двух дискриминантных функций F1 и F2;
- рассчитать координаты центроидов групп и точность диагностики;
- определить групповые характеристики;
- построить диаграмму рассеивания;
- сформулировать диагностическое правило нахождения расстояний от диагностируемого объекта до
центроидов классов в пространстве канонических дискриминантных функций;
- произвести с помощью правила диагностику произошедшего события.
Для сообщения определяются дискриминантные функции, являющиеся его координатами в дискриминантом пространстве канонических функций.
Групповые центроиды С1, С2, С3 и диагностируемое событие, которому соответствует точка А(Б1, Б2), показаны на рис. 10.
Диаграмма расстояний текущего значения события AJF1, F2)ot ентрюидов Cl, C2, C3.
Дешифрация события A[Flj F2)
AfFlj F2> R3 сз
R2/ Центроида: Cl, C2,
+
C2 RlSs»^
+
Cl
ОД 0,2 3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Расшифровка со&ыт h*A[F1, F2>:
1)При соблюдении условия: R2<R1-=:R3, min-R2
3) ПОЭТОМУ ПОЯ ВЛ61 о неисправности з.
не события A(F1, F2) с ектрсюборудова н ия
ер-олтн остью р=0,64 свидетельствует
Рис. 10. Построение пространства дискриминантных функций и центроидов
Для А(Б1, F2) ближайший центроид - С2, соответствует группе неисправностей электрооборудования.
Следовательно, при испытании авиаоборудования появление события А^1, F2) с точностью диагностики STATGRAPHICS в 64 % свидетельствует о неисправности электрооборудования.
Дальнейшее повышение точности диагностики дает применение линейных дискриминантных функций Фишера, называемых в STATGRAPHICS Classification Functions.
Использование информационной системы ЕТП обеспечивает учебный процесс единым понятийным аппаратом, повышает качество учебной работы, исключает неоднозначность и противоречивость. Преподаватели используют ЕТП при подготовке лекций,
студенты - при подготовке к контрольным занятиям, экзаменам, выполнении курсовых работ и дипломных проектов.
Для работы технопарка в ЕТП имеются инструментарии создания новых технологий интерактивного управления бизнес-процессами и менеджментом. Внедрение в менеджмент новых математических методов показано на примере создания системы диагностики неисправностей авиационного оборудования.
Рассмотренные технологии готовы к использованию в инновационных процессах для установления и оценки новых связей и свойств параметров изделий на уровне функций.
Системы и блоки ЕТП построены на единой информационной платформе Microsoft и STATGRAPHICS. Имеют удобные интерфейсы, печатают стандартные отчеты, справки и строят графики.
Совместное использование информационной системы ЕТП и инструментариев технопарка открывает возможности прогнозирования инновационных прорывов в области технологий как творческой комбинации идей, знаний специалистов, объектов и компонентов уже существующих технологий, приводит к созданию условий для возникновения синергетического эффекта.
Разработанные системы представляют новый уровень развития и совершенствования высоких технологий при подготовке и принятии решений с помощью моделирования.
Обслуживание указанных систем производится специалистами высокой квалификации: инженерами по знаниям, инженерами по производству, владеющими дискретной математикой, статистикой, современными компьютерными технологиями и методами искусственного интеллекта.
С усложнением процессов менеджмента и бизнеса с каждым годом возрастает значение систем моделирования, имитации и анализа. Адекватно им должны вкладываться усилия специалистов и средства, чтобы не допустить отставания в данной области знаний, так как догонять труднее и дороже, а зачастую и бесполезно.
E. M. Churkin
THE INFORMATION SYSTEM “UNIFORM TERMINOLOGICAL SPACE”
The Information System “Uniform Terminological Space”, working on the basis of the Glossary, which services terminological requests on control of educational process and institute subdividing, is considered.
Keywords: information system, uniform terminological space, technology interactive control, innovation, modeling.
© Чуркин Э. М., 2011
