6. 2.2. Поиск информации о производственных

7. Ситуациях в информационно-управляющих

8. Системах

Известно, что в процессе функционирования сложных дискретных технических и человеко-машинных систем промышленного предприятия периодически возникают стереотипные ситуации st(a(t), u(t))  {St(a(t), u(t))}, требующие принятия решения на основе анализа документов и данных, хранящихся в различных информационных системах предприятия (здесь st(a(t), u(t)) – производственная ситуация; a(t) – параметры среды; u(t) – управляющие воздействия; {St(a(t), u(t))} – множество допустимых производственных ситуаций). В составе современных ИУС существует информационное хранилище, в котором размещено множество документов {D} и множество данных {F}, используемых ЛПР при управлении производственным процессом в ситуациях st(a(t), u(t)).

С учетом монолингвистичности информационного обеспечения ИУС формализованная постановка решаемой задачи может быть представлена следующим образом. Необходимо разработать формальные модели и методы поиска информации, позволяющие на временном интервале |t_n, t_k| при известных параметрах среды и управляющих воздействиях, характеризующих возникшую производственную ситуацию, в течение времени, отведенного на решение задачи, определить данные и документы, которыми в возникшей ситуации должен руководствоваться ЛПР:

d_v, d₂, d₃, ..., d_w  {D}, f_l, f₂, f₃, ..., f_v  {F}, w << |{D}|, v <<|{F}|,

и упорядочить их по степени важности предоставляемой информации:

R(d_z) > R(d_x) > R(d_c) >, ..., > R(d_t), z, x, c, t ≤ w,

где d₁, d₂, d₃, ..., d_w и f_l, f₂, f₃, ..., f_v – соответственно документы и данные, необходимые ЛПР для принятия решения в рассматриваемой производственной ситуации; R(d_z) – ранг документа d_z,_, характеризующий степень важности документа; – ранг данного w, v – соответственно количество данных и документов, характеризующих производственную ситуацию; z, x, с, t, z₁, x₁, c₁ – известные константы; | | – символ мощности множества.

Такая постановка задачи требует, чтобы хранящиеся в информационно-управляющих системах промышленных предприятий документы и данные предварительно были распределены экспертами между производственными ситуациями таким образом, чтобы, определив каждую из них, можно было незамедлительно выдать список семантически связанных с ней данных и документов. Очевидно, что организация эффективных поисковых структур в базах данных и знаний, как правило, основывается на идее единого семантического пространства, так как хранимые данные и документы не могут быть бессистемным континуумом отдельных информационных единиц 61.

Список производственных ситуаций, контролируемых средствами вычислительной техники ИУС, составляется ведущими специалистами предприятия таким образом, чтобы в него вошли все ситуации, существенно влияющие на процесс выполнения производственной программы и связанные с оперативной обработкой значительных объемов информации, а также с трудоемким поиском данных и документов в распределенной базе данных предприятия. Возникшая производственная ситуация сравнивается с уже известными ситуациями, занесенными в память ЭВМ, и ЛПР будет выдан перечень документов, данных и рекомендаций, необходимых для принятия адекватных управленческих решений. В противном случае в метрическом пространстве ситуаций определяется точка, наиболее близкая к возникшей ситуации, и управленческому персоналу выдаются документы, данные и рекомендации, непосредственно связанные с ситуацией, которую эта точка характеризует. Если управленческий персонал сочтет полученную информацию недостаточной для выработки решения, то полученная точка исключается из рассмотрения, поисковая система автоматически определяет следующую точку, расположенную наиболее близко к исходной ситуации, и выдает связанные с ней документы, данные и рекомендации. Этот процесс продолжается до тех пор, пока ЛПР не сочтет полученную информацию достаточной и не примет решения, адекватные возникшей ситуации. После разрешения производственной ситуации уточненную информацию по данным, документам и рекомендациям, использованным управленческим персоналом в процессе принятия решения, эксперты заносят в базу данных информационно-поисковой системы ИУС.

Расширим постановленную выше задачу на случай, когда в ИУС используется мультилингвистический информационный базис. т. е. когда при подготовке и принятии решения используются многоязычные данные, документы и рекомендации.

Известно [9], что опыт специалиста по выбору рациональной стратегии поведения в сложных производственных ситуациях выражается не столь-ко количественными соотношениями, сколько качественными формулировками, и зачастую этот опыт может быть использован в системе управления только в том виде, в котором он был зафиксирован на практике. Это обстоятельство приводит к необходимости разработки математического описания производственных ситуаций в классе графовых и логико-лингви-стических моделей, допускающих работу с зависимостями качественного типа. Такие модели обладают слабой чувствительностью к точности исходных данных, наглядны и удобны для ЛПР, имеют выразительную способность, близкую к естественному языку, и широко используются при создании банков знаний, а также интеллектуальных систем управления сложными производственными процессами.

При разработке указанных математических моделей в данной монографии используется формальный аппарат нормальных форм Бэкуса, икс-кодов, универсального семантического кода, а также графовых моделей, получивших значительное распространение в системах управления компьютерно-интегрированных производств.

Анализ различных производственных ситуаций, возникающих в процессе функционирования промышленного предприятия, показывает, что каждую из них можно достаточно полно охарактеризовать следующим набором данных:

• наименование ситуации;

• описание причин ее возникновения;

• указание последствий, к которым она может привести;

• временны́е характеристики, определяющие время возникновения и окончания ситуации;

• наименование структурных подразделений предприятия, где возникла ситуация;

• описание мероприятий, необходимых для ее успешного разрешения;

• указание производственных факторов, влияющих на процесс принятия решений;

• список документов, регламентирующих поведение ЛПР в сложившейся ситуации;

• перечень данных, поступающих от различных информационно-измерительных систем предприятия и используемых ЛПР в процессе выработки решения.

Необходимо отметить, что на ряде промышленных предприятий некоторые из приведенных выше характеристик производственных ситуаций могут не использоваться управленческим персоналом в процессе принятия решения. Кроме того, ряд характеристик производственных ситуаций может оставаться не определенным экспертами в течение значительного промежутка времени. В таких случаях разрабатываемая поисковая система будет учитывать только сформированные характеристики и не рассматривать остальные.

Для формального описания множества данных, характеризующих производственную ситуацию, нами будут использованы модели состава и структуры, определяющие, из каких информационных элементов состоит указанное множество данных и какие отношения (связи) заданы на этом множестве. В соответствии с представленным выше описанием производственной ситуации модель состава MP(S) для множества данных ситуации St имеет следующий вид:

MP(St) ::= {Name, Pritschina, Posledstwija, Wremja, Podrasdelenija,

Meroprijatija), A₁, ..., A_n, Dokumenty, Dannye},

(Ai) ::= {Name1, Name2, Rang}_i, i = 1, …, n,

(Meroprijatija) ::= {M₁, M₂, M₃, ..., M_k},

где {M₁, M₂, M₃, ..., M_k} – множество мероприятий, которые необходимо осуществить для разрешения сложившейся производственной ситуации; St, Name, Pritschina, Posledstwija, Wremja, Podrasdelenija, Meroprijatija – характеристики производственной ситуации; A₁, A₂, А₃, ..., А_п – параметры объекта управления, системы управления и окружающей среды, поступающие от различных информационно-измерительных систем предприятия и используемые ЛПР в процессе выработки решения; Name1 – наименование характеристики A₁. Name2 – наименование объекта, к которому принадлежит эта характеристика; Rang – весовой коэффициент, определяющий степень влияния данной характеристики на процесс принятия решения; Dokumenty, Dannye – соответственно перечень документов и данных, используемых ЛПР при принятии решения в ситуации St; k, п – константы.

Модель структуры MS(St) для множества данных производственной ситуации S задается двумя графами G₁ и G₂, которые определяются соответственно отношением R («нетранзитивно зависит от»), заданным на множестве {Name, A₁, А₂, А₃, ..., А_п}, и отношением R₁ («выполняется после»), заданным на множестве {Name, M₁, М₂, М₃, ..., М_k}. При этом граф G₁ характеризует взаимосвязи, существующие между параметрами объекта управления, системы управления и среды, влияющими на процесс принятия решения в ситуации S, а граф G₂ учитывает взаимосвязи между административными мероприятиями, которые рекомендуется осуществить в сло-жившейся ситуации.

Информационные элементы рассмотренной модели хранятся в базе данных реляционного типа в виде совокупности отношений различной струк-туры. Поиск этих элементов осуществляется по запросу СУБД, сформированному на языке SQL и выдаваемому при обработке каждой производственной ситуации.