Модель и методы интеллектуализации разработки АСУ для сложных производственно-технических систем

• Автор: Ершов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1 Характеристика процесса разработки автоматизированных систем управления сложных производственно-технических систем, обоснование его интеллектуализации
1.1 Характеристика сложных производственно-технических систем на примере трубопроводного транспорта
1.2 Автоматизированное управление сложными производственнотехническими системами
1.3 Основные виды промышленных сетей и сигналов контроля и
управления
1.4 Анализ процесса разработки автоматизированных систем управления для сложных производственно-технических систем
1.5 Автоматизация процесса разработки АСУ для СПТС
1.6 Принципы интеллектуализации разработки автоматизированных систем
управления для сложных производственно-технических систем
Выводы по разделу
2 Принципы создания базы знаний интеллектуальной системы для разработки автоматизированных систем управления сложных производственно-технических систем
2.1 Этапы процесса разработки базы знаний для ИСР АСУ СПТС
2.1.1 Подготовительный этап разработки базы знаний
2.1.2 Основной этап разработки базы знаний
2.2 Выявление знаний, необходимых для разработки БЗ ИСР АСУ СПТС
2.2.1 Работа с одушевленными источниками знаний
2.2.2 Работа с неодушевленными источниками знаний
2.3 Извлечение и концептуализация знаний, необходимых для создания
БЗ ИСР АСУ СПТС
2.3.1 Метод точных опорных концептов получения знаний

2.4 Формализация знаний в процессе разработки БЗ ИСР АСУ СПТС
2.4.1 Фреймовая модель представления знаний
2.4.2 Продукционная модель представления знаний
2.4.3 Метод представления знаний «интеллектуальное зеркало»
Выводы по разделу
3 База знаний интеллектуальной системы для разработки автоматизированных систем управления сложных
производственно-технических систем
3.1 Структура базы знаний в составе модели интеллектуальной системы для разработки АСУ СПТС
3.1.1 Описание структурного элемента БЗ «объекты в формате БД инструментальной САПР»
3.1.2 Описание структурного элемента БЗ «описание объектов БД инструментальной САПР»
3.1.3 Описание структурного элемента БЗ «модуль формирования документации»
3.2 Реализация БЗ
3.3 Верификация и оценка эффективности ИСР АСУ СПТС
3.4 Оценка эффективности, трудозатрат и целесообразности создания
различных прототипов ИСР АСУ СПТС
Выводы по разделу
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Приложение А (рекомендуемое) Акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Современные сложные производственно-технические системы (СПТС) характерны большим количеством разнородных функционально связанных элементов, высокой сложностью и динамичностью протекающих процессов. Примерами таких систем являются объекты энергетики, машиностроения, транспорта, горной промышленности и др.
На разработку автоматизированных систем управления (АСУ) для СПТС затрачиваются огромные интеллектуальные и временные ресурсы. И существует необходимость оптимизации существующих методов и средств разработки АСУ с целью повышения эффективности данного процесса, что позволит снизить интеллектуальные, временные и, соответственно, финансовые затраты на разработку автоматизированных систем управления для СПТС.
Одна из возможностей оптимизации существующих методов и средств разработки АСУ заключается в создании интеллектуальной системы (ИС) для разработки, функционирующей на основе базы знаний (БЗ). Эта система позволит автоматически, на основе заданных параметров АСУ, создавать принципиальные схемы к проекту. И в этом случае разработчик, использующий данную систему, будет работать при более высоком уровне автоматизации процесса разработки, чем уровень автоматизации существующих систем.
Таким образом, состояние научных исследований в рассматриваемой предметной области позволяет сделать вывод о том, что существует актуальная научная проблема интеллектуализации разработки автоматизированных систем управления для сложных производственно-технических систем.
Степень разработанности темы исследования. Общие принципы интеллектуализации, формирующие теоретическую основу для исследований в области интеллектуализации разработки и/или проектирования различных сложных технических объектов, а также конкретные практические исследования в данной области освещены в трудах таких ученых, как Гаврилова Т.А., Искандеров 10.М., Минский М., Попов Э.В., Поспелов Г.С. [1, 34-42, 45, 78, 82] и др.

• САМ (от англ. computer-aided manufacturing) - САПР, предназначенная для технологической подготовки производства изделий и обеспечивающая автоматизацию программирования и управления оборудованием с числовым программным управлением или оборудования автоматизированных производственных систем;
Кроме перечисленных основных видов САПР существуют различные системы, предназначенные для управления и координирования всего набора средств разработки/проектирования предприятия в течении жизненного цикла разрабатываемого продукта, для хранения и управления проектными данными (все от англ.: CALS - Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла, PDM - Product Data Management -управление данными изделия и др.). Но эти системы обычно не наделены всеми признаками САПР и их можно определить именно как отдельные компоненты САПР.
По отраслевому назначению выделяют [14]:
• MCAD (от англ. mechanical computer-aided design) - САПР (обычно по целевому назначению типа CAD), предназначенная для автоматизированной разработки/проектирования механических устройств и применения в отраслях общего машиностроения;
• EDA (от англ. electronic design automation) - САПР, предназначенная для разработки электронных и радиоэлектронных устройств, печатных плат и т. п.
• ECAD (от англ. electrical computer-aided design) - САПР электротехнических устройств и систем, иногда в эту же группу относят и САПР типа EDA.
Кроме того, иногда выделяют отдельно от группы MCAD еще и архитектурные и строительные САПР - АЕС CAD (от англ. architecture, engineering and construction computer-aided design) или CAAD (от англ. computer-aided architectural design).