Сайт Информационных Технологий

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Е.В.Долгова, О.Б.Низамутдинов

Пермский государственный технический университет

Abstract - System of modeling, intended for revealing of latent connections. The system uses the semantic network.

В работе рассматривается решение задачи моделирования промышленно-экономического объекта, для которого характерная слабая структурированность представления. Например, модель отсутствует иначе, чем в виде вербального описания, а ее дальнейшая формализация столкнулась с какими-либо трудностями. К таким трудностям относятся, например, неполнота модели, разнородность моделей отдельных элементов системы, которые имеют разную математическую природу, и вытекающие из этого проблемы агрегирования.

В то же время большая часть информации, необходимой для решения задачи моделирования, возможно, уже имеется - в виде базы данных, являющейся частью информационного обеспечения системы управления этим объектом. Проблема заключается лишь в том, что у лица, работающего с базой данных, нет сведений о том, какие конкретно зависимости можно получить на основе ее основе. Возникает ситуация, когда есть информация, которая содержит в себе некие закономерности, зависимости и знания, но эти зависимости не могут быть востребованы пользователем, поскольку он не знает об их существовании.

Одним из способов решения вышеописанной проблемы является методология, называемая data mining (приблизительный смысл термина разработка запасов данных, по аналогии с полезными ископаемыми). В основе ее предоставление пользователю средств, которые при правильной настройке позволяют выявлять в имеющейся совокупности данных скрытые закономерности. Как правило, эти средства относительно универсальны и представляют собой инструментальную поддержку информационных систем в комплексе с инструментарием для регрессионного и кластерного анализа, методов обработки данных, аналогичных методам распознавания образов, методов идентификации, аналогичных методам классических экспертных систем, а также средств создания нейронных сетей с использованием данных, хранящихся в обычной реляционной базе. При высокой степени интеграции таких продуктов с офисными системами, системами управления базами данных и средствами проектирования автоматизированных систем, базирующимися на технологиях CASE, они могут оказаться существенно полезными при решении вышеописанной проблемы.

Однако, использование этих средств может быть эффективно лишь при условии удачного решения некоторых вопросов концептуального плана, обусловленных способами приложения предоставленных методов к конкретной ситуации. Рассмотрим вариант решения типичной задачи, связанной с выявлением характера и степени скрытых причинно-следственных связей в моделируемой системе. В данном случае используется аппарат активных семантических сетей – одной из разновидностей нейронных сетей.

Пусть в моделируемой системе имеется перечень сущностей, которыми в общем случае может быть что угодно: объекты, процессы, характеристики, субъекты управления и так далее. Каждая такая сущность считается потенциально присущей системе в целом, но не обязательно в ней присутствует. Например, сущность постоянный заказчик является потенциально свойственной системе управления заказами, что, однако, не гарантирует наличие постоянных заказчиков как таковых. Считается, что перечень сущностей не является чем-то, заданным изначально (хотя базовый список сущностей присутствует при создании системы), а может быть дополнен по мере явления новых сущностей. Эти новые сущности могут как возникнуть в процессе развития системы, так и оказаться выявленными в результате анализа скрытых причинно-следственных связей.

Нейроподобный элемент считается активным, если значение выходного сигнала превышает установленный пороговый уровень. Активность нейроподобного элемента трактуется как наличие соответствующей ему сущности в моделируемой системе. Еcли нейроподобный элемент переходит в активное состояние, следовательно, сущность возникает, если он переходит в состояние пассивное, следовательно, сущность прекращает свое существование в моделируемой системе (что, разумеется, не означает, что она не возникнет при определенных условиях вновь). Нейроподобные элементы в такой сети не расположены слоями, а имеют неограниченное количество связей друг с другом, каждой связи сопоставлен весовой коэффициент. Положительным коэффициентам соответствуют усиливающие связи, а отрицательным – тормозящие. Так, например, отрицательная связь между нейроподобным элементом X и нейроподобным элементом Y означает, что наличие сущности X в системе в плане причинно-следственных связей способствует (но не фатально) исключению из системы сущности Y.

Функционирование системы происходит следующим образом. Элементы информации, хранящейся в базе данных, играют роль датчиков, сигнализирующих о наблюдаемой ситуации. Информация от датчиков возбуждает те или иные нейроподобные элементы, от них возбуждение передается по сети, в результате в каждый момент времени часть элементов сети находится в возбужденном состоянии. Информация от нейроподобных элементов, условно считающихся выходными, дешифруется и сопоставляется одной из известных ситуаций. В том случае, если комбинация возбужденных нейроподобных элементов не соответствует ни одной из известных ситуаций, запускается алгоритм обучения активной семантической сети и сеть модифицируется. Практически это означает, что, возможно, обнаружена ранее не наблюдавшаяся закономерность или обнаружена новая сущность в моделируемом объекте. В представленной работе вопросы обучения системы и методология ее использования при построении агрегированной модели промышленно-экономического объекта рассмотрены более подробно.

Процедурный и информационный аспект функционирования нейронной сети может быть реализован с использованием Oracle-совместимых программных продуктов, поддерживающих data mining.

Литература

1. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика.М., 1986

2.Стивен Бобровски. Oracle 7. Вычисления клиент/сервер.Лори”, 1996.

3.Соколов Е.Н. Нейрокомпьютер от нейрона к нейроинтеллекту.

4.Низамутдинов О.Б., Советов Б.Я., Долгова Е.В. Исследование интегрированной математической модели управления производством. Препринт УрО АН ССР, 1989.

5.Долгова Е.В. Представление моделей динамических систем в имитаторах компьютерных тренажеров // Информационно - управляющие системы. Сб. науч.трудов/ Пермь, ГосНИИУМС, 1995

 


Site of Information Technologies
Designed by  inftech@webservis.ru.