Введение к работе
Актуальность проблемы.
На современном этапе развития инженерной мысли перед проектировщиками и исследователями встают задачи по созданию и изучению все более сложных систем, которые характеризуются многочисленными объектами внутри себя, сложной иерархией самих этих объектов и взаимосвязей между ними, высокой степенью динамики, многофакторностью поведения как системы в целом, так и ее подсистем. В связи с большим количеством параметров и взаимосвязей, которые приходится рассматривать, процесс проектирования подобных систем существенно затрудняется. Решением данной проблемы является автоматизация процесса проектирования и исследования таких систем при помощи создания новых средств анализа. В числе прочего для анализа имеющихся и проектируемых систем применяют имитационное моделирование.
Одной из наиболее востребованных предметных областей на данный момент являются бизнес-системы. Под бизнес-системой будем понимать совокупность систем, проводящих на основе поступающей информации бизнес-процессы в интересах внутренних или внешних пользователей. Под бизнес-процессом понимается совокупность действий, получающая на входе данные различных типов и продуцирующая результат, имеющий ценность для потребителя. В состав бизнес-системы зачастую входят объекты, определяющие свое поведение в соответствии с состоянием внешней среды без помощи внешнего вмешательства. При проектировании модели это также приходится учитывать.
Имеющиеся на данный момент решения данной задачи заключаются в создании единого модуля, моделирующего принятие решений всеми объектами модели. При этом правила, на основе которых принимается решение, хранятся в единой базе. Это существенно замедляет работу системы, делает модель сложной для понимания, приводит к значительным трудностям при внесении изменений в модель.
В связи с этим является актуальным создание элементов принятия решений для имитационного моделирования объектов бизнес-систем, позволяющих ускорить процесс проектирования модели и скорость ее работы.
Цель работы.
Целью работы является создание основанного на применении методов агентных систем подхода к построению элементов имитационной модели объектов бизнес-систем. При этом объекты определяют последовательность своих действий на основании информации из внешней среды, собственного и целевого состояний.
Для достижения поставленной цели были решены следующие основные задачи.
-
Анализ подходов к построению агентных систем в целях адаптации их к работе в составе системы имитационного моделирования.
-
Разработка подхода к созданию элементов имитационной модели, являющихся разновидностью транзактов, обладающих механизмом планирования своих действий в зависимости от состояния самого транзакта и внешней среды, а так же целевых условий.
-
Разработка метода оценки решений, принимаемых объектом в ходе имитационного эксперимента.
Методы исследования.
В качестве методов исследования в диссертации используются методы имитационного моделирования, искусственного интеллекта, теории принятия решений и планирования эксперимента.
Научная новизна.
Научная новизна работы заключается:
в разработке подхода к построению элементов имитационной модели объектов бизнес-систем, определяющих последовательность своих в зависимости от состояния самого транзакта и внешней среды, а так же целевых условий;
в разработке подхода к включению в структуры имитационной модели объектов данного класса;
в построении метода планирования событий в системах имитационного моделирования поведения бизнес-систем с множеством взаимодействующих объектов, принимающих решения.
На зашиту выносятся:
-
Подход к построению включаемых в имитационные модели классов объектов, определяющих последовательность выполняемых ими действий в соответствии с состоянием самого транзакта и внешней среды, а так же целевых условий.
-
Структурная схема прототипов элементов системы имитационного моделирования, основанная на применении агентного подхода.
Практическая ценность работы заключается в следующем.
Предложенный в работе метод построения имитационной модели бизнес-систем позволяет, не нарушая структуры системы имитационного моделирования, включить в нее объекты с элементами искусственного интеллекта (ИИ). Это позволяет анализировать поведение моделируемых агентов как с точки зрения принимаемых ими решений, так и с точки зрения классического имитационного моделирования.
Разработан алгоритм функционирования объектов, самостоятельно определяющих последовательность своих действий, в ходе имитационного моделирования.
На основании предложенных методов и алгоритмов была построен исследовательский прототип системы имитационного моделирования ISAgent.
Внедрение результатов исследований.
Разработанный в ходе создания диссертационной работы исследовательский прототип (программа ISAgent) системы имитационного моделирования был применен в ходе командно-штабных учений в Общевойсковой Академии Вооруженных Сил Российской Федерации. Применение программы в составе компьютерных средств поддержки принятия решений позволило производить быстрый анализ и оценку различных ситуаций, возникавших в ходе командно-штабных учений, выработку решений по использованию технических средств и личного состава.
Также программа была применена отделом продаж компьютеров собственной сборки ООО «Электон» для анализа потока заявок на комплектующие к вычислительной технике со стороны фирмы к производителям и со стороны покупателей к фирме. Программа использовалась в режиме консалтинга в качестве системы поддержки принятия решений. Применение данной программы позволило провести прогнозирование случаев увеличения и уменьшения сбыта и выработать кадровую политику фирмы в подобных обстоятельствах.
Метод построения агента применен при создании программного модуля «Персонаж» системы развития интеллектуальных способностей человека «Успех». Применение агента позволило удобно, с точки зрения психологии, решить задачу воздействия на пользователя, его ведения по упражнениям, гармоничного развития различных
способностей, проверки результатов развития. Также особенности реализации агента позволили психологам и дизайнерам решить задачу эргономичности интерфейса.
Практическая ценность работы подтверждена актами внедрения.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции «Электроника и информа-тика-97» (Москва, 1997); научно-практігческих семинарах «Новые информационные технологии 1-3» (Москва, 1998-2000); научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых специалистов МГИЭМ (Москва, 1998-2000); международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 1999); на международной конференции «Интеллектуальное управление: новые интеллектуальные технологии в задачах управления» (Переславль-Залесский, 1999);
Публикации. По теме опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 88 наименований и приложения. Основная часть содержит 125 страниц машинописного текста, 13 рисунков и 1 таблицу.
