Введение к работе
Актуальность проблемы. Приборные комплексы современных и преспективных летательных аппаратов представляют собой сложные измерительно-вычислительные комплесы, ядром которых является распределенная бортовая вычислителная сеть, обрабатывающая данные многоих измерителей и представляющая результаты многом потребителям. Создание таких комплексов - это сложная, до конца не решенная проблема, связанная с большими материалньши и временными затратами.
Для разработки таких комплесков характерна необходимость учета как строго математически формализуемых, так и неформализуемых требований к проектируемому комплексу. Это, в свою очередь, приводит к необходимости создания гибридных экспертных систем для решения названных задач проектирования. Этот процесс также является длительным и дорогостоящим. Современной технологией сокращения его сроков и затрат на него является создание и использование различных инструментальных средств.
В этой облати ведутся активные работы как в России, так и за рубежом. Уже накоплен немалый опыт в разработке и эксплуатации экспертных систем, решающих различные задачи, и в особенности задачи диагностики.
Однако, универсальных инструментальных средств для разработки любой экспертной системы в настоящее время не существует. По-прежнему актуальной задачей является разработка инструментальных средств, учитывающих особенности создаваемых экспертных систем, и в частности, систем, решающих задачи проетирования у/ сложных информационно-вычислительных комплексов.
Одна из важных и актуальных задач, входящих в названную проблему - это создание эффективных и достаточно недорогих инструментальных средств для разработки статических гибридных экспртных систем продкционного типа, решающих задачи проектирования. Применение таких средств позволяет существенно сократить материальные и временные затраты на решение зачэтапа предварительного проектирования измерительно-вычислительных
комплексов.
. Объектом исследования в данной работе и являлись статические гибридные экспертные системы продукционного типа для решения задач проектирования современных и перспективных бортовых приборных комплексов.
Цель диссертационной работы состояла в создании математического и программно-алгоритмического обеспечения, позволяю-
щего разработать инструментальное средство для проектирования статических гибридных экспертных систем, применяемых на этапе предварительного проектирования приборных комплексов.
Методы исследования, примененные в работе, базируются на методах математического программирования и методах инженерии знаний.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
разработана математическая модель выбора состава при-
^ борных комплексов, учитывающая как строго математически форма
лизуемые требования к проектируемому комплексу* так и требования
такой формализации не поддающиеся;
создано программно-алгоритмическое обеспечение, реали
зующее неформализуемую часть гибридной экспертной системы как
статической продукционной системы, способной осуществлять как
прямую, так и обратную цепочки рассуждений;
разработано инструментальное средство для создания гиб-
\ ридных экспертных систем названного типа.
Научные результаты, выносимые на защиту:
математическая модель выбора состава приборных комплексов, базирующаяся на методах математического программирования и методах инженерии знаний; .4
программно-алгоритмическое обеспечение каналов статической гибридной экспертной системы продукционного типа, позволяющее решать задачи выбора состава оборудования приборных комплексов при учете различных требований;
инструментальное средство для создания статических гибридных экспертных систем продукционного типа, решающих задачи проектирования.
Практическое значение полученных в работе результатов сострит в. следующем:
реализован прототип статической гибридной экспертной системы продукционного типа, осуществляющей выбор метода проектирования при формировании состава оборудования приборных комплексов на ШМ PC совместимых~персональных компьютерах под управлением операционной системы Microsoft Windows на языке программирования Microsoft Visual C++;
разработанное математическое и программное обеспечение использовано при выборе состава приборных комплексов перспектив-
j ных летательных аппаратов и состава измерительного комплекса кос-v модрома.
Достоверность полученных результатов обеспечивается математическим обоснованием предлагаемых подходов и подтверждается анализом результатов моделирования, сравнение ряда полученных результатов с известными решениями в ходе тестирования прототипов инструментального средства и экспертной системы.
Внедрение и реализация в промышленности. Основные результаты диссертационной работы использованы при проведении научно-исследовательской работы в Федеральном научно-производственном центре "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" и внедрены в учебный процесс Московского государственного авиационного института (технического университета), что подтверждается соответствующими актами.
Апробация работы. Основные результаты диссертации представлены автором в виде математического и программного обеспечения гибридных экспертных систем для проектирования приборных комплексов летательных аппаратов, а также разработанного инструментального средства для создания таких систем и получены в ходе работ по хоздоговорной тематике и госбюджетным НИР. Полученные результаты изложены в 10 отчетах о НИР и 12 печатных работах. Основные положения работы докладывались и обсуждались на:
международной научно - технической конференции "Автоматизация биотехнических систем в условиях рыночной экономики и конверсии", г, Москва, 1994 г.;
международном симпозиуме по автоматическому управлению МАИ/ПАКУ, Пекин, 1995 г.;
международном научно-техническом семинаре "Современные технологии в задачах управления и обработки информации", г. Алушта, 1996г., 1997г., 1998г., 1999г. и 2000г.;
научных чтениях по авиации, посвященных памяти Н.Е. Жуковского, г. Москва, 1998г.;
международной научно-технической конференции: "Современные научно-технические проблемы гражданской авиации", Москва, 1999г.;
II Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых "Современные проблемы аэрокосмической науки". Жуковский: ЦАГИ, 1999г.
Диссертация включает введение, четыре главы, заключение, список использованных источников из 96 наименований, три приложения.
Текст работы содержит 188 страниц, 30 рисунков, 13 таблиц.