Автоматизация проектирования процессов функционирования человеко-машинных систем по вероятностным и нечетким показателям

• Автор: Гриф, Михаил Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 270 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень сокращений

Введение

Глава I. Постановка и обоснование задач исследования

1.1. Сравнительный анализ моделей дискретных процессов

функционирования в практике проектирования ЧМС

1.2. Основы функциональноструктурной теории ЧМС

1.2.1. Формализация данных на основе обобщенного структурного

1.2.2. Вероятностноалгоритмический и нечеткоалгоритмический

подходы к оценке показателей функционирования

1.3. Задачи оптимизации на базе вероятностных и нечетких показателей эффективности, качества и надежности
1.4. Компьютерные системы и технологии автоматизации проектирования
процессов функционирования
1.4.1. Организация бездефектностного проектирования трудовых
процессов
1.4.2. Экспертномоделирующая система нечеткой оценки и оптимизации
алгоритмических процессов
1.4.3. Анализ и синтез процессов функционирования ЧМС на основе
языка логического про1,раммирова1гия ПРОЛОГ
1.4.4. Автоматизация эргономических исследований и проектирования
1.5. Выводы и заключение по первой главе
Глава 2. Разработка объектноориентированного подхода к формированию оптимизационной модели
2.1. Формализованное описание вариантов выполнения процесса
функционирования ЧМС
2.2. Структурные стратегии построения альтернативного графа
2.3. Объектноориентированный способ задания множества альтернатив
2.3.1. Общие сведения об объектноориентированном проектировашиги программных продуктов и систем
2.3. 2. Язык описания объектноориентированных функциональных сетей
2.4. Построение оптимизационной модели на основе продукционнологической базы знаний
2.5. Результаты и выводы по второй главе
Глава 3. Анализ свойств вероятностных и нечетких показателей
функционирования ЧМС
3.1. Исследование формул расчета выходных показателей типовых
функциональных структур
3.1.1. Типовые структуры последовательно и параллельно выполняемых
рабочих операций
3.1.2. Типовые структуры с функциональным контролем
3.1.3. Типовые структуры с диагностическим контролем
3.2. Свойство монотонной рекурсивности показателей функциональных
3.3. Результаты и выводы по третьей главе
Глава 4. Метод последовательной оптимизации ЧМС на 4 функциональных сетях
4.1. Общая схема метода
4.2. Необходимые условия оптимальности и допустимости частичных
решений
4.2.1. Необходимые условия для задач без ограничений на совместимость
способов выполнения типовых функциональных единиц
4.2.2. Необходимые условия для задач с ограничениями на совместимость
способов выполнения типовых функциональных единиц
4.2.3. Необходимые условия оптимальности для частных случаев
множества альтернатив и ограничений
4.3. Оценки мощности и трудоемкости получения множества
эффективных решений на основе необходимых условий оптимальности
4.4. Трудоемкость проверки необходимых условий допустимости
частичных решений
4.5. Методы приближенного решения оптимизационных задач
4.5.1. Последовательногенетические алгоритмы оптимизации
4.5.2. Ранжирование частичных решений на основе векторного критерия
4.6. Результаты и выводы по четвертой главе
Глава 5. Стратегии управления направленным перебором альтернатив
5.1. Выбор оптимального аоритма направленного перебора
5.2. Параллельные схемы алгоритмов оптимизации
5.3. Управление перебором альтернатив на основе механизма логического
5.4. Результаты и выводы по пятой главе
Глава 6. Технология проектирования процессов функционирования
6.1. Принципы и основные элементы технологии проектирования
6.2. Гибридная экспертная система проектирования процессов
функционирования ЧМС и принятия решений ИНТЕЛЛЕКТ
6.2.1. Назначение и общие сведения
6.2.2. Формирование множества альтернатив
6.2.3. Определение задачи оптимизации
6.2.4. Ведение справочников элементов, функций и типовых операций
6.2.5. Организация продукционнологической базы знаний
6.2.6. Оптимизация алгоритма направленного перебора
6.2.7. Решение задачи оптимизации
6.3. Результаты и выводы по шестой главе
Глава 7. Практика использования разработанного математического
обеспечения
7.1. Оптимизация системы управления и способа перехода на резерв
главной шахтной вентиляторной установки
7.1.1. Выбор способа перехода на резерв главной шахтной вентиляторной установки с раздельным резервированием двигателя, вала и вентилятора
7.1.2. Анализ эффективных вариантов реализации вентиляторной установки с единым резервным агрегатом
7.2. Экспертная система для усталостных испытаний самолета
7.3. Гибридная экспертная система проектирования и управления реабилитационнообразовательным процессом в Институте социальной реабилитации НГТУ
7.4. Результаты и выводы по седьмой главе
Заключение
Список литературы


ЧМС по сравнению с сетевыми методами, а также другими моделями Г1Ф 1,6. ТФС определяются показатели эффективности, качества и надежности процесса функционирования в целом с использованием данных по отдельным ТФЕ. Функциональные сети широко используют известные формализмы в виде алгоритмов, сетей, полумарковских процессов, семантических сетей и предикатов. Из вышеприведенных выражений следует, что ФС являются функциональносемантическими сетями и, кроме того, позволяют получить количественную оценку. Петри, предназначенными для описания параллельных процессов, в функциональноструктурной теории разработан более широкий набор средств, реализующий возможности описания процессов, в которых распараллеливание начинается по логическому И, а окончание процессов по ИЛИ включающее, т. Функциональные сети и ОСМ, в отличие от других сетевых методов, специально предназначены для количественной оценки вероятностновременных вероятность безошибочного и бездефектного выполнения алгоритма функционирования, среднего времени выполнения и ресурсностоимостных стоимость выполнения или доход от выполнения алгоритма функционирования показателей процесса функционирования сложных систем с учетом участия в них человека. Типовые функциональные структуры являются моделями наиболее часто встречающихся структур в процессе функционирования, что позволяет использовать их в качестве набора базисных моделей, из которых строится описание ПФ ЧМС в целом. В работах 2, 6 развивается новый подход к моделированию и оценке дискретных процессов функционирования ЧМС на основе ФС. ПРОЛОГпрограмм. ФСС объединяет как процедурную компоненту в виде функциональной сети, так и декларативную в виде семантической сети. Таким образом, аппарат ФСС является одним из наиболее мощных и универсальных средств моделирования для широкого класса ЧМС табл. Таблица 1. Марковские, полумарк. Значительная аналит. В качестве ядра вероятностной модели показателей ЭКН ЧМС используется полумарковский процесс . Процесс функционирования ЧМС представляется состоящим из совокупности изменяющихся во времени состояний. ЕХ и X 0. ПММ является комплексной характеристикой, включающей в себя матрицу переходных вероятностней между состояниями вложенной цепи Маркова и матрицу законов распределения времени между переходами системы из состояния в состояние. Вероятностным графом 5 называется конечный ориентированный граф ОДГ со взвешенными дугами, отождествляемый с поглощающим ПМП, к которому сводится вероятностная модель процесса функционирования ЧМС. Рл1, 0. П количество дуг, выходящих изуой вершины. Задача анализа ПФ, моделируемого вероятностным графом ОХ,Г, сводится к укрупнению этого графа табл. Таблица 1. Хо в Хг. При укрупнении вероятностных графов применяют следующие правила эквивалентных преобразований см. Для определения аналитического вида и или расчета вероятностных показателей ЭКН применяется метод Нфункций, в основе которого лежит преобразование ЛапласаСтилтьеса ,. Рассмотрим два основных метода описания и оценки вероятностных показателей ЭКН в рамках функциональноструктурной теории ЧМС. Данный метод ориентирован на формализацию процесса функционирования в целом, т. Основные принципы ОСМ можно сформулировать следующим образом 2,3. Принцип целеопределенности. Обязательным звеном любой ЧМС является эргатический элемент человек или коллектив людей. Эргатический элемент отличается от неэргатических элементов технических, программных, информационных и т. Цель может быть различной организация всего процесса функционирования в целеустремленных системах, правильное чередование эргатических и машинных операций в целенаправленных системах или только обеспечение устойчивости и безопасности процесса функционирования в целесообразных системах. Но в любом случае старшинство эргатического элемента в целеопределенности над неэргатическими сохраняется. Принцип целеопределенности является отражением признания принципа антропотехничности, развиваемого в инженерной психологии , но несколько модифицированного в зависимости от места и роли человека в ЧМС.