|
Читайте также: |
Традиционное проектирование содержит задачи анализа систем, связанные с накоплением и исследованием необходимой информации, и задачи синтеза конкретных вариантов систем, удовлетворяющие заданным требованиям. Исследования проблем проектирования получили наибольшее развитие в области техники. Проектирование технического объекта может проводиться на основе прототипа или без него. Цель проектирования на основе прототипа заключается в его совершенствовании, которое ориентировано либо на улучшение качества выполнения уже существующих функций, либо на обеспечение новых функций. Кроме того, задача может ставиться как изобретательская, когда одной из важнейших целей является патентоспособность создаваемого устройства.
Задача совершенствования прототипа может включать дополнительные условия, связанные с технологическими возможностями конкретного предприятия для перехода от производства прототипа к выпуску нового образца.
При проектировании экономических систем обычно не преследуются цели новизны. Проектированию без прототипа здесь соответствует задача создания новой экономической системы (корпорации), т.е. системы, которая не существовала прежде. При этом цели, функции, структура и многие свойства создаваемой системы могут быть известными.
Задачи проектирования на основе прототипа имеют различные постановки:
* проектирование не существовавшей прежде системы по образцу и подобию уже известной;
* кардинальное перепроектирование существующей системы, которая при этом уничтожается, а на ее месте с использованием ряда прежних элементов предусматривается создание новой. Данная постановка возникает тогда, когда существующая система исчерпала свои ресурсы совершенствования, стала неустойчивой и неэффективной, т.е. достигла точки бифуркации;
* кардинальное перепроектирование существующей, ориентированное на ее совершенствование и не допускающее ее уничтожения (реинжиниринг);
* постоянное и постепенное совершенствование существующей системы на основе мониторинга ее окружения и тенденций развития организационных систем (концепция постоянно развивающегося предприятия).
С начала 90-х годов прошлого века концепция реинжиниринга бизнес-процессов приобрела особую популярность, что обусловлено согласованием в ее рамках противоречивых целей, а именно: существенное повышение эффективности и качества функционирования предприятия без снижения производительности. Реинжиниринг позволяет достичь многократного улучшения основных показателей качества деятельности компании за счет изменения принципов ее организации.
Основным методом исследования сложных систем является системный анализ. Этап формирования описания системы включает:
- декомпозицию системы на элементы;
- выделение подсистем;
- определение общей структуры системы;
- определение связей системы со средой и выявление внешних
факторов;
- выбор подхода к представлению системы;
- формирование вариантов представления системы.
Выделяют два класса системных задач: исследования и проектирования. Задача исследования систем состоит в накоплении знаний о свойствах и отношениях существующих объектов в соответствии с конкретными целями. Задача проектирования систем заключается в создании новых объектов с заданными свойствами.
Свойства сложных систем можно разделить на три группы.
1. Свойства, определяющие взаимодействие системы с внешней средой: устойчивость и характеристики состояний системы.
2. Свойства, характеризующие внутреннее строение системы. Параметром, характеризующим изменение структуры во времени, является энтропия.
3. Интегральные свойства, описывающие поведение системы: полезность, эффективность, надежность, управляемость, безопасность, живучесть.
Для моделирования и проектирования сложных систем широко применяются средства компьютерной поддержки автоматизированного проектирования.
Одной из ключевых проблем в процессах проектирования экономических систем является принятие решений. ИИС, используя заложенные в них знания, способны помочь специалисту поставить диагноз, построить прогноз, выбрать рациональный вариант действий. При проектировании социально-экономических систем возникают задачи коллективного многокритериального выбора, осложненные наличием взаимных требований его участников, которые порождают определенные конфликты. Обычно конфликты разрешаются либо путем взаимных уступок, либо путем изменения множества рассматриваемых решений. Для разрешения конфликтов между участниками коллективного выбора используются мультиагентные системы. В процессе разрешения конфликтов у агентов запрашивается информация о требованиях, выполнение которых является обязательным.
Задача проектирования заключается в создании модели некоторой системы, которая будет способна выполнять предписанные функции с заданным уровнем качества. Требования, предъявляемые к проектируемой системе, формируются в метасистеме более высокого уровня. Информация об изменениях метасистемы (внешней среды) используется для моделирования ее поведения. Задача проектирования сложной системы заключается в синтезе вариантов ее структуры и выборе варианта, который характеризуется совокупностью свойств, наилучшим образом удовлетворяющих внешним требованиям.
Эволюционный подход к синтезу заключается в построении целостной системы из более простых частей с позиций теории развития, а именно: сложная система синтезируется из элементов под контролем факторов внешней среды, при этом структура системы и состав элементов подбираются так, чтобы обеспечить максимальное удовлетворение внешних требований. В процессе синтеза происходит соединение элементов (скрещивание), результатом которого являются более крупные объекты, обладающие новыми свойствами и наследующие некоторые свойства «родителей». Из множества возможных комбинаций элементов на каждом шаге синтеза отбираются только те, которые имеют высокие шансы «выживания» во внешней среде и не имеют внутренних противоречий.
Решение задач проектирования развивающихся систем требует построения прогнозов возможных изменений в окружающей их среде. Существует два принципиальных подхода к прогнозированию: прогнозирование будущего на основе прошлого и прогнозирование будущего с учетом появления новых тенденций и событий, которые могли не иметь места в прошлом. Прогнозы, получаемые первым способом, обычно имеют статистическое или теоретическое обоснование, однако они не способны описать новые ситуации. В отличие от них прогнозы, связанные с генерацией гипотез, не имеют строгого обоснования, но позволяют получить представление о новых вариантах возможного будущего, которые не встречались в прошлом.
Первый подход широко используется для прогнозирования крупномасштабных явлений, при описании которых обычно не выделяются активно и непредсказуемо действующие объекты. Второй подход чаще всего примеряется для описания возможных вариантов поведения систем, содержащих активных участников, которые, не имея информации о стратегиях противодействующих сторон, вынуждены их генерировать на основе доступных им знаний. Реализация второго подхода связана с синтезом сценариев.
Под сценарием понимается последовательность взаимосвязанных событий, которая может иметь место при определенных условиях. Между событиями существуют причинно-следственные связи, которые можно представить правилами, записанными на языке логики. Синтез сценария осуществляется с использованием базы знаний, содержащей описание элементов сценария и связей между ними. Результатом синтеза является множество возможных сценариев, качество и достоверность которых зависят от исходной информации.
На первом этапе представления знаний целесообразно построение когнитивной карты – математической модели, представленной в виде графа и позволяющей описывать субъективное восприятие человеком или группой людей какого-либо сложного объекта, проблемы или функционирования системы. Когнитивная карта предназначена для выявления структуры причинных связей между элементами сложного объекта и оценки последствий внешних воздействий на элементы и связи между ними. Элементы изучаемой системы представляются набором вершин графа, связи – множеством направленных дуг, которым могут быть приписаны знаки, определяющие характер влияния. Графическое представление в виде карты наглядно показывает связи между элементами сценария. Перебор всех возможных путей на когнитивной карте дает количество возможных сценариев. Для большого количества знаний граф может стать необозримым. В этом случае прибегают к структуризации знаний, выделяя различные уровни описания информации.
В качестве базовой модели представления знаний для реализации синтеза сценариев на основе причинно-следственных связей может использоваться логика предикатов первого порядка. В простых случаях для представления знаний можно применять логику высказываний.
Важным вопросом при синтезе сценариев является представление темпоральной информации, т.е. описание атрибутов, изменяющихся с течением времени. Многие события имеют определенную длительность, а их последствия могут наступать с запаздыванием. В отличие от классических моделей динамических систем в виде систем дифференциальных уравнений, при моделировании сценариев происходит приближенная имитация динамических процессов, при которой важен качественный характер зависимостей и не выдвигается жестких требований к точности вычислений. Введение в рассмотрение времени необходимо также для указания параллельно протекающих событий. Более широкие возможности для отражения взаимосвязи между событиями, непрерывно протекающими во времени, предоставляют формальные модели времени, или Т-модели. Понятия Т-моделей реализуются наборами фреймов. Разработка и реализация семантических моделей с глубокой детализацией отношений времени и пространства – это отдельное направление исследований в ИИ. Механизм обработки знаний, хранящихся в БЗ, определяется на основе причинно-следственных связей и выявленных зависимостей между элементами сценария, которые формируются аналитиками, поставляющими знания в систему.
Сценарный подход к прогнозированию требует больших затрат труда и времени для сбора и представления знаний, а также для экспертной оценки элементов информации. Генерация сценариев актуальна для мультиагентных систем. Для оценки сценариев в БЗ необходимо добавить информацию о целях, критериях качества, предпочтениях экспертов. Желаемые цели могут иметь разную важность и оказаться противоречивыми. Экспертные оценки значимости целей используются в процессе формирования обобщенного показателя качества сценария.
Перспективным направлением является создание МАС для генерации сценариев развития различных ситуаций, в которых автономные агенты, имитирующие поведение субъектов, принимают решения о выборе действий по согласованию со своими пользователями.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 230 | Нарушение авторских прав