CC BY
19Типовое параметрическое описание интеллектуальных информационных систем
Сударенко Д.А. ( Sudar@raskat.ru ) ГУП ППИ «Научный центр».
Анализируется эволюция интеллектуальных информационных систем (ИИС), основные недостатки современных ИИС, способы повышения эффективности работы ИИС и сферы применения, особое внимание уделяется применению баз знаний.
Наиболее сложными информационными системами являются интеллектуальные информационные системы (ИИС), такие как экспертные системы (ЭС), ситуационные игровые алгоритмы, проектирующие системы анализа и синтеза компонент, обучающие системы и др. Творческие процессы таких систем трудно поддаются формализации и унификации, поэтому развиваются на основе эвристических алгоритмов, ИИС слабо поддерживаются стандартами и как следствие слабо согласуются между собой и часто неэффективны. В основном сейчас развиваются простые ИИС, основанные на описании рутинных процессов и алгоритмов. Разрабатываемая в настоящее время программа CALS-технологий по стыковке стандартов проектирования ИС, лишь частично решает проблему - формально описывают физическими параметрами техническую продукцию. Отмеченные трудности описания экономических систем и технологий значительно возрастают при описании ИИС, вследствие наличия информационно-интеллектуального блока базы знаний (БЗ), производящего логические операции, делающего выводы и порождающего новую информацию [1].
Рассмотрим эволюцию ИИС. Самым простым способом формирования и обработки информации являются базы данных (БД). Следующим этапом развития ИС является появление систем управления базами данных. (СУБД). СУБД позволили не только накапливать данные, но и обрабатывать их. На основе СУДБ появились системы мониторинга, различные системы автоматизации складского учета, бухгалтерские системы. На следующем витке развития ИС появились системы, производившие маркетинговые исследования. Так, шаг за шагом информационные системы справлялись все с более и более сложными задачами. Верхним звеном этой иерархии являются интегрированные системы управления производством (ИСУП), как наиболее сложные ИИС на сегодняшний день.
Развитие этих систем привело к многообразию и в некотором роде информационному хаосу, для борьбы с этим разрабатывались системы стандартов проектирования ИИС. На сегодняшний день наиболее полная система стандартов - это программа CALS-технологийр]. Внедрение CALS на предприятии обычно предполагает: • полное или частичное реформирование процессов на предприятии, включая проектирование, конструирование, подготовку производства, закупки, производство, управление производством, материально-техническое снабжение, сервисное обслуживание;
• использование современных информационных технологий;
• совместное использование данных, полученных на различных стадиях жизненного цикла (ЖЦ) продукта;
• использование международных стандартов в области информационных технологий в целях успешной интеграции, совместного использования и управления информацией[3].
Несмотря на бурный прогресс технических и программных средств ИС, а так же на успехи создания интегрированных и корпоративных ИИС, разработчики этих систем отмечают ряд существенных недостатков и невозможность оперативного получения корпоративных данных по различным аспектам деятельности предприятий и организаций (этот недостаток обусловлен несогласуемостью информационного обеспечения различных подсистем); - уже разработано более 1000 стандартов, тем не менее, не все этапы ЖЦ охвачены этими стандартами, особенно этапы проектирования, экспертизы проектов, сертификации систем и продолжительность разработки и ввода стандарта составляет около пяти лет, что делает их не актуальными.[4]
На сегодняшний день на первый план встает проблема формализованного описания объектов стандартизации и информатизации. Сложность описания производственных и социально-экономических систем заключается в том, что в них присутствует человек в качестве субъекта и объекта управления. Такие системы рассматриваются как стохастические или вероятностные и относятся к классу сверхсложных; их сложность характеризуется такими критериями, как многоуровневость и иерархичность, большое количество подсистем и компонентов, непостоянством показателей. Эти трудности привели к тому, что концепция стандартизации сложных объектов свелась к их специализации и расчленению видов деятельности по отраслевым и подотраслевы признакам. Такая система упрощает решение задач производителей, но она очень слабо учитывает разнообразие условий применения продукции (пернсонализации) и не решает проблемы «человеческого фактора».
Таким образом, несмотря на бурный прогресс технических и программных средств наблюдается застой в эффективности использования ИС. Переход от менее сложных к более сложным интегрированным и корпоративным ИС дается дорогой ценой и не окупается удобством и оперативностью получения актуальных данных. [5] Главная причина застоя ИС - недостаточное внимание к устранению информационного хаоса на предприятиях перед вводом исходных данных в ИС. Что бы устранить эти недостатки и создать гибкие и интеллектуальные ИС, необходимо решить проблему упорядочения информационных потоков, БД и БЗ, для решения интеллектуальных задач и созданию в итоге блоков БЗ из которых комбинируется сводный блок решения задач.
На сегодняшний день противоборствуют две тенденции развития ИИС -охват всего ЖЦ, интеграция задач, что приводит к созданию громоздких систем, которые требует привлечения разных профессионалов в области проектирования; создание узкоспециализированных систем под «конкретного заказчика». Ни один из подходов в чистом виде не решает проблемы. Особенность подхода, приведенного в данной статье, состоит в том, что вводится БЗ как основной элемент самообучения, саморазвития системы. (БЗ -совокупность моделей, алгоритмов и программ решения одной или нескольких
задач) Недостатком всех предыдущих работ в этой области состоит в том, что не уделялось внимание созданию информационной инфраструктуры.
БЗ создается на основе принципов многоуровневого описания объекта их параметрическими портретами.
В настоящее время происходит смешивание показателей уровней. Например, для виноделия: изготовители, тип винограда, категория покупателей - это описание эклектические, построенное по поверхностным признакам. В стандарте ГОСТ Р (CALS) указывается как минимум 3 уровня описания: 1 уровень - абстрактный уровень описания, общий для всех областей, он служит для общения специалистов разных областей и использует способы отображения сложных объектов принятыми в регламентирующей документации (РД) Общий уровень дает общее представление об объекте, о его структуре, функциях, эффективности. Иерархия - главное средство упрощения, которое использует типовые элементы. 2 уровень - создание БЗ для решения задач в данной предметной области (типовые элементы для построения иерархических систем); 3 уровень - функциональное описание, наполнение типовых форм описания объектов [5].
Вводится такое понятие, как портретность описания объекта [6]. Для создания параметрического портрета объекта выбираются типовые сопоставимые показатели, что упрощает решение задачи описания и оценки качества объекта в компактной форме. Например, на предприятии имеются станки, установки, документация и т.п. вновь пришедшему человеку разобраться в этом сложно. Поэтому предлагается следующее упрощающее решение задач описания организаций - иерархичность: 1-ый уровень технологическая операция, 2-ой рабочее место, 3-ий участок и т.д. Каждая операция описывается определенным набором показателей - портретом. На каждом уровне портретного описания выделяем четыре составляющих: информационную, организационную, материально-техническую и экономическую, чем добиваемся сопоставимости данных и компактность описания.
Возникает вопрос: откуда взять все необходимые данные для описания объектов? Ответом, по мнению автора, является документация.
РД сейчас упорядоченно описывает весь ЖЦ: структуру, функции, ограничения. Однако эти описания проведены на языке верхнего уровня, поэтому слабо формализованы и алгоритмизированы и не доведены до определенных форм БЗ. Основное требование к БЗ - компактно отображать структуру производства, ЖЦ модели и их взаимосвязи, а также показатели параметрических портретов объектов (НПО). Таким образом исходная информация для формирования БЗ, ППО и их показателей дополняется алгоритмами решения задач алгоритмов решения задач.
БЗ рассматриваются как средство решения интеллектуальной задачи, которая включает в себя:
1) перечень требований к результату решения задачи,
2) перечень основных блоков алгоритмов решения задачи;
3) блок сбора исходных данных;
4) блок верификации решения, соответствия требований к нему;
5) блок самодиагностики;
6) блок самообучения,
7) блок анализа ситуации и выбора нового перспективного направления работ.
Т.о. ИИС включает в себя БЗ, ППО и исходные формы сбора необходимых параметров для анализа эффективности работы производственных, контрольных и управленческих органов. ИИС дают также сводки об их ошибках отклонениях от РД, любых несоответствиях требованиям РД. Такие интеллектуальные способности БЗ предоставляют возможность применять их для замены отдельных производствено-функциональных подразделений. При такой замене особенно возрастают требования к их надежностным и интеллектуальным показателям. Такие ИИС, БЗ и ППО могут решать задачи мониторинга, маркетинга и менеджмента.
Список использованной литературы.
1. Сударенко Д. А. «Постановка проблемы параметрического описания ИИС» «Электронная техника», серия 3, «Микроэлектроника» 1 (154-155) 2001г.
2. CALS. Поддержка жизненного цикла продукции. Руководство по применению. Минэкономики РФ, Москва, 1999 г.
3. Барабанов В, Херсонский Н, Карасев С, Рожков В «Применение CALS технологий для описания систем качества предприятия», ж. «Стандарты и качество», № 3, 2001 г.
4. Электронный стандарт предприятия Баскин В. А., Брюнин В.Н., Сударенко Д. А., Оганджанов Г.К. Международная конференция «Электроника и информатика 2002» ноябрь 2002г МИЭТ.
5. Структурно-параметрическое описание систем и технологий Баскин В. А., Брюнин В.Н., Сударенко Д. А., Оганджанов Г.К. .Международная конференция «Электроника и информатика 2002» ноябрь 2002г МИЭТ.
6. Алгоритмы и программы решения задач анализа и синтеза показателей Параметрических Портретов Объектов. Баскин В. А., Брюнин В.Н., Сударенко Д. А., Оганджанов Г.К. Международная конференция «Электроника и информатика 2002» ноябрь 2002г МИЭТ.
