К вопросу о создании информационного пространства агропредприятия на базе экспертных систем

В статье рассматривается построение информационного пространства предприятия на базе экспертных систем. Предложенная модель управления может быть использована при создании информационной системы управления агропредприятием и может совершенствовать управление деятельностью предприятия путем эффективного использования компьютерных программ и экспертных систем. 

Большинство сельскохозяйственных предприятий стремится использовать новые информационные и коммуникационные технологии для повышения эффективности управления. Следует отметить, что подавляющее большинство управленческих решений принимается на основе информации, предоставляемой бухгалтерским и налоговым учѐтом. Область учета и управления является частью организационно-экономической подсистемы предприятия. Следовательно, повышение эффективности управления предприятием это неотъемлемая часть процесса повышения эффективности функционирования его организационно-экономической подсистемы.

Суть решения вопроса повышения эффективности функционирования организационно-экономической подсистемы заключается, прежде всего, в модернизации модели управления предприятием. Модернизация, в свою очередь, предполагает создание такой системы управления и внутреннего контроля, которая способна учитывать все факторы современных условий функционирования предприятий (постоянно меняющееся законодательство, отсутствие в большинстве случаев налаженных хозяйственных связей между предприятиями, рыночные принципы во взаимоотношениях между предприятиями и др.).

Одним из перспективных направлений повышения эффективности управления агропредприятием на основе информационных технологий является построение информационного пространства предприятия с применением экспертных систем.

При реализации единого информационного пространства (ЕИП) агропредприятия и с п о л ь з у е т с я о б ъ е к т н о о р и е н т и рованный подход. Его характеризует:

  • применение методов объектноориентированного анализа на стадии проектирования информационной системы управления агропредприятием;
  • применение объектного подхода при конструировании структуры баз данных.

Применение в качестве средств коммуникации компонентов системы архитектурных решений на основе CORBA, EJB, DCOM, SOAP, которые в свою очередь базируются на объектной парадигме.

Стандарт STEP, как один из способов реализации ЕИП, предоставляет все необходимые средства для организации ЕИП согласно объектному подходу. В случае использования экспертной системы в ЕИП агропредприятия, основанной на стандарте STEP, такая экспертная система должна соответствовать следующим требованиям:

  1. поддерживать работу с данными, представленными в виде объектов;
  2. использовать метаданные, предоставляемые прикладным протоколом;
  3. уметь взаимодействовать с другими программными компонентами ЕИП предприятия.

До появления объектного подхода экспертные системы оперировали базой, в которой содержались факты, приставленные в виде символьной строки. Таким образом, если факт относится к части какого-либо объекта, то системе неизвестны связи этой части со всем объектом. Такая связь может быть задана лишним фактом, либо лишним правилом. В обоих случаях связь задана не явно. 

После появления объектного подхода его стали применять и в экспертных системах продукционного типа. Это позволило хранить информацию об экземплярах объектов в более структурированной форме. Такие ЭС позволяют задать определение класса, занести в базу фактов экземпляры объектов, созданные на основе классов, применять значения атрибутов объектов в условии правила, а также производить различные операции над объектами при выполнении правила. Примером реализации ЭС, рассчитанной на работу с объектами, может служить CLIPS [1].

Определим типы операции, которые могут быть использованы для управления объектами [2]:

Добавление нового объекта. Указывается класс добавляемого объекта и область, куда объект добавляется.

Копирование объекта. Указывается признак, по которому происходит поиск объекта, область поиска и область, в которую необходимо вставить объект. Поскольку при поиске может быть найдено несколько объектов, то данная операция является групповой.

Изменение значений атрибутов объекта. Указывается признак, по которому происходит поиск объекта, область поиска, список значений для изменяемых атрибутов. Поскольку при поиске может быть найдено несколько объектов, то данная операция является групповой.

Удаление объекта. Указывается признак, по которому происходит поиск объекта и область поиска. Поскольку при поиске может быть найдено несколько объектов, то данная операция является групповой.

В условиях предпосылок также возможно использование объектов, что упрощает логические условия и увеличивает наглядность правил. Для этого необходимо ввести дополнительные логические операторы, позволяющие работать с объектами, а не со скалярными значениями:

Оператор is_equal(Ol, О2), где О1 и О2 экземпляры объектов. Сравнивает два экземпляра объектов О1 и 02 и выдает «истина», если объекты принадлежат одному классу и все их атрибуты эквивалентны. Иначе выдает «ложь».

Оператор is object_od_class(O, К), где О — экземпляр объекта, К — строка, содержащее имя класса. Выдает «истина», если объект О принадлежит классу К или одному из классов, дочерних по отношению к К. Иначе выдает «ложь».

Описание всех классов объектов, применяемых в ЭС, содержатся в ЕИП в хранилище данных, соответствующему используемому протоколу применения. Это позволяет использовать метаданные при создании экземпляров объектов, контролировать правильность создания объектов, контролировать области значений данных, помещаемых на хранение в атрибуты объектов.

Такие свойства ЕИП предприятия похожи на свойства ассоциативной сети и фреймовой системы. Используя ЕИП, мы получаем наглядное родовидовое представление сущностей предметной области, что является хорошим дополнением к знаниям, хранящимся в виде правил в базе знаний экспертной системы. В результате совместное применение ЕИП и продукционной экспертной системы позволяет избавиться от одного из недостатков систем продукций.

Использование метаданных ЕИП предприятия позволяет упростить процесс ввода правил в систему. Эксперт при занесении правил оперирует объектами и атрибутами объектов, взятыми из ЕИП, что помогает ему точнее формулировать правила в терминах предметной области, а также снимает необходимость отслеживания связи между объектами. Базовые знания о структуре предметной области, содержащиеся в метаданных ЕИП предприятия, используются в процессе диалога с экспертом, а также для преобразования информации, получаемой от эксперта в продукционные правила.

На эксперта возлагается задача расширения и уточнения модели предметной области. Эта модель затем переводится в систему продукционных правил. Поведение системы правил снова анализируется экспертом, который при необходимости вносит коррективы в модель и таким образом замыкает цикл итеративного процесса (рис. 1).

Поскольку правила, используемые ЭС, представляют собой знания о предметной области, целесообразно организовать их хранение в ЕИП, чтобы они были легко доступны. Для этого необходимо разработать протокол применения для продукционных правил.

Предложена следующая модель для представления правил (рис. 2):

  1. Сущность «Rool». Служит для хранения правил. Содержит название правила, описание правила, номер подзадачи, в процессе решения которой применяется правило, коэффициент значимости.
  2. Сущность «Condition». Служит для хранения условий, когда правило должно быть применено. Условие состоит из левого выражения, оператора сравнения и правого выражения.

Рис. 1. Процесс приобретения знаний с использованием модели предметной области 

Предложенная нами модель построения ЕИП агропредприятия может быть использована при создании информационной системы управления агропредприятием, обеспечивающей совершенствование управления деятельностью предприятия путем эффективного использования компьютерных программ и экспертных систем.
Сущность «Expression
». Служит для хранения выражения. Содержит идентификатор области расположения значения (база данных, рабочая область или значение является вычисляемым значением или константой), класс объекта расположения значения, атрибут объекта, являющийся значением. Для константы записывается само значение константы. Для вычисляемого значения значение после вычисления выражения.Рис. 2. Информационная схема преставления правил

Сущность «Operation». Служит для хранения действия, которое надо выполнить, если правило активизируется. Содержит тип операции. Типы операции могут быть следующие: добавление в рабочую область объекта из базы данных, изменение значений атрибутов объектов рабочей области, удаление объекта из рабочей области. Для типа операции «изменение значения атрибута» также задается название атрибута и его новое значение. Также содержится название класса, для объектов, которых будет применена данная операция.

Сущность «Pattern». Служит для хранения шаблона, по которому отыскиваются объекты, к которым применяются операции. Содержит название атрибута и его значение. Каждая сущность идентифицируется уникальным идентификатором, по которому при необходимости и устанавливаются связи между объектами [3].

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. 1.Частиков А.П., Гаврилова Т.А., Белов Д.Л. Разработка экспертных систем. Среда CLIPS. СПб., "БХВ-Петербург", 2003. 608 с.
  2. 2.Утросин В.В. Использование метода принятия решений в САПР технологических процессов .// V-я научная конференция МГТУ «СТАНКИН» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «СТАНКИН» ИММ РАН».
  3. 3.Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Сиротюк В.О. Оптимизация структур данных в АСУ. М.: Наука, 1998. 240 с.
Год: 2015
Город: Костанай
Категория: Экономика