Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями Истратов Михаил Леонидович

Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями
<
Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Истратов Михаил Леонидович. Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.01 : Вологда, 2003 206 c. РГБ ОД, 61:04-5/1200

Содержание к диссертации

Введение

1 Анализ методов и средств проектирования мультиагентных систем управления 11

1.1 Программные агенты и мультиагентные системы 11

1.2 Модели представления знаний в мультиагентных системах управления 15

1.2.1 Продукционные модели 15

1.2.2 Формальные логические модели 16

1.2.3 Семантические сети 18

1.2.4 Фреймы 19

1.2.5 Онтологии и онтологические системы 21

1.3 Средства проектирования и реализации агентов и мультиагентных систем 26

1.3.1 Инструментарий AgentBuilder 26

1.3.2 Система Bee-gent 29

1.3.2 Инструментарий JULIA 32

1.4 Выводы 36

2 Разработка моделей и метода построения мультиагентной системы управления СПКК 39

2.1 Концептуальная модель системы управления СПКК 39

2.1.1 Концепция системы управления СПКК и обоснование выбранной методологии проектирования 39

2.1.2 Модель предметной области мультиагентной системы управления СПКК 51

2.1.2.1 Укрупненная модель СПКК 51

2.1.2.1 Организационная структура СПКК 53

2.1.2.2 Территория деятельности СПКК 62

2.1.2.3 Информационная система СПКК 68

2.1.2.4 Модель внешней среды СПКК 85

2.1.2.5 Общая модель СПКК 86

2.2 Метод формирования интеллектуальных компонентов мультиагентной системы управления СПКК 90

2.2.1 Логическая модель 90

2.2.2 Формирование ИК СПКК 92

2.2.3 Формирование ИК внутренней среды и ИК участников 92

2.2.4 Формирование ИК информационной системы 93

2.2.5 Формирование ИК внешней среды 96

2.2.6 Формирование ИК бизнес-процесса 97

2.2.7 Общая схема взаимодействия агентов 107

2.3 Модель интеллектуального агента мультиагентной системы управления СПКК 109

2.3.1. Продукционная модель поведения агента 109

2.3.2 Функция FL 113

2.3.3 Функция FP 114

2.3.4 Множества принимаемых объектов и порождаемых объектов 114

2.3.5 Базовые схемы взаимодействия интеллектуальных объектов 116

2.4 Выводы 121

3 Разработка языковых и инструментальных средств построения мультиагентных систем управления 123

3.1 Этапы построения системы, поддерживаемые языком спецификаций 123

3.2 Язык спецификации мультиагентных систем 126

3.2.1 Алфавит языка 126

3.2.2 Типы данных 126

3.2.3 Основные конструкции языка 129

3.2.4 Спецификация системы 132

3.2.4.1 Заголовок, список библиотек и раздел объявлений 132

3.2.4.2 Раздел определений 134

3.2.5 Библиотеки типов концептуальных отношений 144

3.3 Программные средства проектирования и реализации мультиагентных систем управления 147

3.3.1 Структура системы MAS-SRK 147

3.3.2 Модуль iBuilder 151

3.3.3 База знаний интеллектуального компонента 153

3.3.4 Модуль iKernel 156

3.3.5 Модуль ilnfer 158

3.3.6 Модуль iAgent 161

3.3.7 Модуль iTrans 164

3.4 Выводы 164

4 Практическое применение разработанных моделей и инструментальных средств 167

4.1 Применение разработанных моделей и средств в промышленности 167

4.2 Применение разработанных инструментальных средств и языка в учебном процессе 174

4.3 Выводы 176

Заключение 178

Список литературы 181

Введение к работе

Актуальность проблемы

Низкая эффективность общепринятых форм кооперации при решении сложных проблем хозяйственной стратегии, рыночные и организационные неудачи вызвали инновационную активность в области сетевой организации и привели к созданию нетрадиционных структур - так называемых виртуальных предприятий.

Виртуальная сетевая организация (ВСО) представляет собой сеть организаций, в которой условно интегрируются предприятия, непосредственно выпускающие продукцию, а также поставщики сырья и материалов, смежники по производству компонентов продукции, конкуренты, выпускающие аналогичную продукцию, и потребители.

На развитие новых форм организации и управления предприятием повлияли такие тенденции развития современных рынков, как глобализация рынков, растущее значение качества товара, его цены и степени удовлетворения потребителей, повышение важности устойчивых отношений с потребителями (индивидуальными заказчиками), а также развитие межорганизационных систем информации и коммуникации и стремление к автономным формам труда.

Объединение организаций в сети позволяет им собрать свои ресурсы, мощности, расширить охват рынка, приблизиться к потребителю, снизить транзакционные издержки, обмениваться знаниями и технологиями.

Для ВСО характерна широкая территориальная распределенность и высокая динамика изменения связей между предприятиями, входящими в сеть.

Р. Патюрель, Б. Мильнер отмечают следующие характерные черты виртуальной сетевой организации:

- непостоянный характер функционирования элементов;

- осуществление связей и управленческих действий на базе интегрированных и локальных систем и телекоммуникаций;

- взаимоотношения со всеми партнерами и другими заинтересованными организациями на основе серии соглашений, договоров и совместного владения собственностью;

- образование временных альянсов организаций в смежных областях деятельности;

- частичная интеграция в материнскую компанию и сохранение отношений собственности до тех пор, пока это считается выгодным;

- договорные отношения работников с администрацией во всех звеньях. Для эффективного функционирования всей сети предприятия-партнеры

должны базироваться на согласованном хозяйственном процессе. Для решения информационных проблем сеть должна иметь единую информационную систему, основанную на широком применении новых информационных и коммуникационных технологий, которая повысит эффективность функционирования ВСО через:

- обеспечение возможности сокращения времени на поиск партнеров, осуществление сделок, разработку новой продукции и т.д.;

- снижение асимметрии информации (ее неполноты и неравномерности распределения) и, как следствие, снижение информационных транзакционных издержек;

- сокращение прочих транзакционных издержек, в том числе накладных расходов (командировочных, потерь от несостоявшихся, неправомерных или недобросовестных сделок); снижение риска, связанного с неопределенностью;

- снижение трансформационных издержек за счет оптимального выбора структуры товарного ассортимента, сокращения времени на разработку и внедрение новой продукции, обоснованной политики ценообразования, уменьшения числа посредников и затрат на сбыт и т.д.

Важнейшим условием эффективности ВСО служит интеллектуализация производства и менеджмента у предприятий-партнеров.

Для ее достижения необходимо систематизировать корпоративные знания и опыт, создавать большие распределенные базы производственных знаний,

разрабатывать интеллектуальные производственные системы, в которых подсистемы способны к автономным оценкам, рассуждениям и действиям. Эффективное решение этих проблем требует разработки моделей и систем управления производственными знаниями.

Агенты (участники) ВСО разрабатывают совместный проект (или ряд взаимосвязанных проектов), находясь между собой в отношениях партнерства, кооперации, сотрудничества, координации и т.п. Поэтому создание виртуального предприятия связано с интеллектуальным моделированием взаимодействия сложных, неоднородных, отстоящих друг от друга агентов.

Для моделирования и информационной поддержки таких процессов наиболее подходят мультиагентные системы (МАС), в области которых в настоящее время многими учеными, такими как, например, Поспелов Д.А. [1] и Городецкий В.И. [2], ведутся активные исследования. Исследования применения МАС в области виртуальных сетевых организаций ведутся в работах Скобелева П.О. [3], [4]. В настоящее время многими учеными ведутся активные исследования и работы в области интеллектуальных систем (систем, основанных на знаниях). Это, например, работы Осипова Г.С. [5] в области искусственного интеллекта (ИИ) и информационных технологий на основе знаний. В области применения систем поддержки принятия решений известны работы Ларичева О.И. [6], [7] и Трахтенгерца Э.А. [8], [9], [10], [11], [12]. В области распределенных интеллектуальных систем, сочетающих в себе мультиагентные системы и системы распределенного искусственного интеллекта, ведутся работы Швецовым А.Н. [13], [14] и Яковлевым С.А. [15], [16].

В виду актуальности проблемы построения информационных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями в работе поставлена следующая цель и для ее достижения решены следующие задачи.

Цель диссертационной работы

Целью данной диссертационной работы является повышение эффективности и качества функционирования служб управления сетевых

производственно-коммерческих компаний за счет применения мультиагентных систем, обеспечивающих интеллектуальную поддержку процессов управления.

Задачи, решаемые в работе.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка концептуальной модели мультиагентной системы управления СПКК.

2. Исследование и разработка метода формирования интеллектуальных компонентов мультиагентной системы управления СПКК.

3. Разработка модели интеллектуального агента в структуре мультиагентной системы управления СПКК.

4. Разработка языка спецификации мультиагентных систем управления.

5. Создание инструментального программного обеспечения построения и реализации мультиагентных систем.

Методы исследования

Для теоретического решения поставленных задач в работе использовались методы инженерии знаний, теория фреймов, теория концептуальных графов, логика исчисления предикатов, теория формальных систем. Разработка программных средств системы осуществлялась с использованием средств объектно-ориентированного программирования.

Научные результаты

1. Концептуальная модель мультиагентной системы управления СПКК, основанная на совместной декомпозиции моделей элементов внутренней и внешней среды СПКК, позволяющая интегрировать интеллектуальные компоненты системы и унаследованные корпоративные приложения и отличающаяся ориентированностью на полииерархический характер структуры управления СПКК.

2. Метод формирования интеллектуальных компонентов системы, основанный на концептуальной модели СПКК и учитывающий

распределенную структуру организационно-технологических комплексов корпорации.

3. Модель интеллектуального агента системы, отличающаяся композицией продукционных правил и схем логического вывода по базе знаний интеллектуального компонента, обеспечивающая интеллектуализацию решения прикладных задач управления СПКК.

4. Язык спецификации мультиагентных систем управления, отличающийся возможностью описания структурных иерархических связей и концептуальных отношений элементов предметной области и позволяющий создавать формализованные описания интеллектуальных систем управления.

Практическая ценность

Практическая ценность полученных в диссертации результатов заключается в следующем:

1. Разработаны модели и метод построения мультиагентных систем управления СПКК на основе совместной декомпозиции организационной структуры, территориальной структуры, средств автоматизации и внешней среды организации, позволяющие формализовать и автоматизировать основные этапы построения MAC.

2. Разработаны языковые и инструментальные средства, которые позволяют описать концептуальную модель и функционирование проектируемой системы и автоматизировать процесс построения баз знаний MAC и сократить затраты времени на разработку.

Реализация в промышленности

Исследования, выполненные в диссертационной работе, являются частью тематики научно-исследовательских работ, проводимых кафедрой Автоматизации технологических процессов и производств Вологодского государственного технического университета, и внедрены в ОАО «Вологдаметаллострой», что подтверждено соответствующим актом. Инструментальный пакет построения мультиагентных систем управления используется в учебном процессе кафедры АТПП для проведения

лабораторного практикума по дисциплине «Информационное обеспечение систем управления».

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы докладывались автором и обсуждались на:

- 1-й и 2-й международной научно-технической конференции «Информатизация процессов формирования открытых систем на основе СУБД, САПР, АСНИ и систем искусственного интеллекта (Вологда, 2001, 2003);

- всероссийской научной конференции «Управление и информационные технологии» (Санкт-Петербург, 2003).

Получено свидетельство № 2001611397 об официальной регистрации программы для ЭВМ «Программный комплекс «Опоры контактной сети для железнодорожного транспорта» - распределенной информационно-обучающей системы.

По результатам исследования в Вологодском государственном техническом университете были подготовлены методические указания по теме «Разработка Internet приложений для доступа к базам данных».

Формальные логические модели

Семантическая сеть (СС) есть сеть, образованная помеченными вершинами и дугами. Вершины сети - сущности предметной области, а дуги -отношения между сущностями, которые они связывают. При наличии собственной структуры вершин сети называют иерархическими, а в противном случае - простыми. Формально семантическую сеть можно определить как: где X - множество понятий и имен предметной области; R - множество отношений, заданных на X. Семантические сети объединяют под общим названием большую совокупность моделей представления знаний, которые часто имеют только формальное сходство. В [13] выделены следующие виды семантических сетей: 1. Сети определений, выражающие подтип или is-a-отношение между концептуальным типом и вновь определяемым подтипом. Результирующая сеть, называемая также обобщающей или постановочной иерархией, может поддерживать правило наследования для конкретных свойств, определенных для супертипа по отношению ко всем его подтипам. 2. Сети логических выражений. В отличие от сетей определений, информация в логических сетях предполагается истинной. Некоторые логические сети могут служить моделями концептуальных структур, лежащих в основе семантики естественных языков. 3. Импликационные сети используют импликацию как первичное отношение для связываемых узлов. Они могут использоваться для представления образов убеждений, причинности или влияния. 4. Исполняемые сети включают некоторый механизм, такой, как передача маркера или назначаемые процедуры, которые могут преобразовывать влияние, посылать сообщения и производить выполнение некоторых действий, связанное с передачей результатов. 5. Обучаемые сети строят или расширяют свои представления, извлекая знания из примеров. Новое знание может изменять старую сеть, добавляя или удаляя узлы и дуги или модифицируя числовые величины, называемые весами, связанные с узлами или дугами. 6. Гибридные СС комбинируют два или более вида описанных выше сетей либо в одной сети, либо в разделенных, но взаимодействующих между собой сетях. Широкое распространение получила модель СС в информационно-поисковых системах. Однако при решении многих задач она является неудобной, громоздкой и низкоэффективной. Следующий этап развития моделей ПЗ - создание фреймовых моделей.

Для реализации семантических сетей существуют специальные сетевые языки, например NET [54], язык реализации систем SIMER+MIR [5]. Широко известны экспертные системы, использующие семантические сети в качестве языка представления знаний - PROSPECTOR, CASNET, TORUS [55].

Фрейм в буквальном переводе с английского - рамка, каркас. Американский ученый Марвин Минский в своей работе [56], [57] определил фрейм как «структура данных, предназначенная для представления стереотипной ситуации». С каждым фреймом ассоциируется информация различных видов. Одна ее часть указывает, каким образом следует использовать данный фрейм, другая - что предположительно может повлечь за собой его выполнение, третья - что предпринять, если эти ожидания не подтвердятся.

Данная модель, как и семантическая сеть, имеет глубокое психологическое основание и отражает концептуальную основу организации памяти человека [58]. В психологии и философии известно понятие абстрактного образа. Например, произнесение вслух слова «комната» порождает у слушающих образ комнаты: «жилое помещение с четырьмя стенами, полом, потолком, окнами и дверью, площадью 6-20 м ». Из этого описания ничего нельзя убрать (например, убрав окна, мы получим уже не комнату, а чулан), но в нем есть «дырки» или «слоты» - это незаполненные значения некоторых атрибутов. Например, количество окон, цвет стен, высота потолка, покрытие пола и д.р. В теории фреймов такой образ комнаты называется фреймом комнаты.

Фрейм может быть представлен в виде сети, состоящей из вершин и отношений. «Верхние» уровни представляют сущности, всегда истинные в ситуации, к которой относится данный фрейм, «нижние» уровни фрейма называются «слотами» и заполняются конкретными данными при обработке фрейма. Таким образом, фрейм, слоты и механизм их означивания описывают ситуацию в семантических терминах и метатерминах. Таким образом, концепция фреймов тесно стыкуется с концепцией семантических сетей.

Различают фреймы-образцы, или прототипы, хранящиеся в базе знаний, и фреймы-экземпляры, которые создаются для отображения реальных фактических ситуаций на основе поступающих данных. Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний о мире через: - фреймы-структуры, использующихся для обозначения объектов и понятий (заем, залог, вексель); - фреймы-роли (менеджер, кассир, клиент); - фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров); - фрейма-ситуации (тревога, авария, рабочий режим устройства) Существует несколько способов получения слотом значений во фрейме экземпляре: - по умолчанию от фрейма-образца (Default-значение); - через наследование свойств от фрейма, указанного в слоте АКО; - по формуле, указанной в слоте; - через присоединенную процедуру; - явно из диалога с пользователем; - из базы данных. Важнейшим свойством фреймов является заимствованное из семантических сетей - так называемое наследование свойств. Это наследование происходит по АКО-связям («A-Kind-Of» = «Это»). Слот АКО указывает на фрейм более высокого уровня иерархии, откуда неявно наследуются, то есть переносятся, значения аналогичных слотов. К недостаткам фреймового ПЗ необходимо отнести возможность наличия противоречивых знаний в модели, меньшую наглядность по сравнению с моделью семантических сетей.

Концепция фрейм-представлений реализуется различным образом в конкретных фреймовых языках ПЗ: KRL (Knowledge Represantation Language) [55], FRL (основан на одном из основных языков ИИ - ЛИСПе) [59], Карра [60]. Широко известны такие фрейм-ориентированные экспертные системы, как ANALYST, МОДИС, TRISTAN, ALTERID [61], [62].

Концепция системы управления СПКК и обоснование выбранной методологии проектирования

Сетевая производственно-коммерческая компания представляет собой сеть организаций, в которую условно интегрируются предприятия, непосредственно выпускающие продукцию, а также поставщики сырья и материалов, смежники по производству компонентов продукции, конкуренты, выпускающие аналогичную продукцию и потребители. Обобщенная структура СПКК приведена на рисунке 2.1.

Виртуальное предприятие создается путем отбора требующихся человеческих, организационно-методических и технологических ресурсов с разных предприятий и их компьютерной интеграции. Это приводит к формированию гибкой, динамичной организационной системы, наиболее приспособленной для скорейшего выпуска новой продукции и ее оперативной поставки на рынок [77].

В [78] приводится пример сценария для индустриального виртуального предприятия с автоматизированным интегрированным производством: пусть компания А строит нефтяной трубопровод и нуждается для этого проекта в вентилях большого диаметра в количестве N. Она запросила заявки для торгов, выпустив запрос предложений. Компания инженерного профиля Q принимает решение создать некоторую ВСО для ответа на данный запрос предложений, и для поиска компаний, уже разработавших конструкцию такого рода вентилей, компания Q использует Internet. Некоторая компания R желает лицензировать такую разработку. Компания Q планирует самостоятельно выполнить работы по модификации предлагаемой конструкции, но будет контактировать с компанией S в части выполнения технологического анализа модифицированной конструкции и трансформации технической документации в производственный план. Компания Т берет на себя фактический выпуск изделий, и намерена заключить контракт с компанией U на изготовление пресс-форм и отливку. Кроме того, компании V и W также собираются кооперироваться. Компания V предоставит услуги по конвертированию файлов технической документации в формате пакета системы автоматизации проектирования, используемого компанией R, в формат системы CAD, которую планирует использовать компания Q. В свою очередь, компания W предоставит документацию и услуги по архивированию для таких документов, как инструкция и руководства по эксплуатации.

Использование электронных виртуальных форм для организации коллективного взаимодействия выполняет важную стратегическую задачу -синтез и быстрое формирование новых бизнес-цепочек (поставщик-потребитель, спрос-предложение и т.п.), а также поддержание функционирования этих цепочек с максимальной эффективностью. Бизнес-цепочка [78] — это упорядоченная в порядке выполнения операций по переработке ресурсов совокупность юридических лиц, осуществляющих производственную и бизнес-деятельность по изготовлению конечного продукта цепочки в рамках полного бизнес-цикла. Таким образом, создание сетевого предприятия требует решения ряда задач, таких как [79]: - выбор критериев и оценка эффективности предприятий при их отборе для участия в сетевом предприятии; - выбор оптимального проектного решения по разработке маршрутных технологических процессов изготовления гаммы изделий; - определение оптимальной производственной структуры виртуального предприятия для разработки, изготовления и продвижения на рынок конкурентоспособного изделия и др.

Этапы построения системы, поддерживаемые языком спецификаций

В соответствии с развиваемой в работах [15], [14], [87], [88] и данной работе концепцией распределенных интеллектуальных информационных систем языковые средства построения мультиагентных систем управления должны охватывать следующие этапы проектирования системы: - проектирование структуры системы, включающее описание фрейм концептов (ФК), атрибутов ФК и структуры концептов каждого ФК; - проектирование логической организации системы, включающее описание концептуальных отношений между ФК; - проектирование поведения системы, заключающееся в описании моделей поведения фрейм-концептов; - описание декомпозиции модели на интеллектуальные компоненты, интеллектуальные агенты и информационные объекты. Несмотря на значительное количество существующих языков проектирования, задача разработки языка спецификаций мультиагентных систем управления, поддерживающего используемую методологию проектирования, является актуальной. Это объясняется следующими причинами. Из существующих языков проектирования и программирования, с использованием которых возможно реализовать те или иные аспекты проектирования МАС, можно выделить следующие: - широко известные языки программирования С, C++, Java, Object Pascal, являясь языками достаточно низкого уровня по сравнению с задачами проектирования MAC, позволяют реализовать такую систему, но это повлечет за собой высокие затраты труда, отсутствие наглядности, общности и системности проектирования; - язык логического проектирования Пролог [112], [49] позволяет эффективно описывать логические взаимоотношения между объектами, но в тоже время, описание на нем поведенческих аспектов системы является весьма трудоемкой задачей; - языки проектирования систем, основанных на фреймах, KRL, FRL [53], [59], языки представления и обмена знаниями KQML, KIF [113], [70]. Перечисленные языки в отдельности не предоставляют достаточно удобных средств описания мультиагентных систем управления, а в совокупности, хотя и позволяют описать все аспекты системы, но предлагают избыточные средства описания с точки зрения используемой парадигмы РИИС. Кроме того, процесс проектирования мультиагентных систем управления с использованием перечисленных языков представляется слишком трудоемким. Таким образом, язык спецификации MAC управления должен обладать следующими качествами: - позволять описывать структуру фрейм-концептов (ФК) с указанием всех необходимых атрибутов; - позволять описывать атрибуты ФК, включая их тип и значения; - позволять описывать концептуальные отношения между ФК и аксиоматику этих отношений. В тоже время, сокращать указанную запись, за счет организации типов отношения и свойственной им аксиоматики в библиотеки; - позволять адекватно описывать модель поведения фрейм-концепта; - позволять задавать декомпозицию модели специфицируемой системы на интеллектуальные компоненты, агенты и информационные объекты, т.е. поддерживать этап формализации. В этой связи ниже предлагается специализированный язык спецификации мультиагентных систем управления, названый MASSL (Multi-Agent System Specification Language). Кроме языковых средств описания MAC управления, процесс построения таких систем нуждается в поддержке со стороны инструментальных программных средств и ПО реализации систем, которые бы позволили автоматизировать большинство этапов построения. В таблице 3.1 приведены этапы построения МАС в соответствии с используемой парадигмой [13] и перечислены применяемые на каждом из этапов языковые и программные средства.

Применение разработанных моделей и средств в промышленности

В третьей главе определен язык спецификаций мультиагентных систем управления (MASSL) и описан комплекс программно-алгоритмических средств построения и реализации таких систем. В начале главы определены следующие этапы проектирования РИИС, поддерживаемые разработанным языком: проектирование структуры системы; проектирование логической организации системы; проектирование поведения системы. Также определены основные требования к разрабатываемому языку и отмечены недостатки существующих языков проектирования и программирования, не позволяющих применять их в полной мере при проектировании данного класса систем. Требования, которым отвечает разработанный язык следующие: - возможность описывать структуру фрейм-концептов (ФК) с указанием всех необходимых атрибутов; - возможность описывать атрибуты ФК, включая их тип и значения; - возможность описывать концептуальные отношения между ФК и аксиоматику этих отношений. В тоже время сокращать указанную запись за счет организации типов отношения и свойственной им аксиоматики в библиотеки; - возможность адекватно описывать модель поведения фрейм-концепта. Проект системы на языке MASSL состоит из собственно спецификации и подключаемых библиотек типов концептуальных отношений. Описание системы состоит из раздела объявлений, в котором объявляются интеллектуальные компоненты, интеллектуальные агенты и информационные объекты, из которых состоит система, и раздела определений, в котором определяются их структура, отношения и модели поведения. Разработанный комплекс программно-алгоритмических средств позволяет ускорить проектирование системы и обеспечить ее реализацию. Он состоит из нескольких модулей, распределенных по корпоративной сети предприятия и взаимодействующих между собой. Состав модулей включает: - модуль iBuilder - конструктор мультиагентных систем управления, позволяющий формировать спецификацию проектируемой системы, как в наглядном графическом виде, так и в виде описания на языке MASSL. - модуль iKernel - ядро интеллектуального компонента. Он обеспечивает управление базой знаний ИК, взаимодействие интеллектуальных агентов компонента между собой и с блоком логического вывода. - База знаний ИК обеспечивает хранение знаний интеллектуального компонента и доступ к ним со стороны ядра ИК и блока логического вывода. - модуль ilnfer - блок логического вывода ИК, осуществляющий логический вывод по базе знаний по запросу со стороны ядра компонента. - модуль iAgent — блок выполнения агентов, реализующий поведение объектов и их взаимодействие с предметной областью в соответствии с объектной моделью агента и моделями поведения ИО, хранящихся в базе знаний интеллектуального компонента. - модуль iTrans - транслятор, осуществляющий трансляцию спецификаций системы, подготовленных при помощи конструктора, в базы знаний интеллектуальных компонентов посредством передачи соответствующих сообщений ядру каждого ИК. Реализация системы в виде модулей, осуществляющих взаимодействие по собственному протоколу на основе протокола TCP/IP, позволяет строить как корпоративные распределенные мультиагентные системы, компоненты которых работают на различных программно-аппаратных платформах, так и системы, работающие на одном локальном компьютере. Практическое применение разработанных моделей и инструментальных средств Применение разработанных моделей и средств в промышленности Применение разработанных моделей и средств построения мультиагентных систем управления производственно-коммерческими компаниями возможно рассмотреть на примере предприятия ЗАО «Вологдаметаллострой». Предприятие ЗАО «Вологдаметаллострой» специализируется на производстве монтажных заготовок из металла для строительства производственных зданий, торговых комплексов, автозаправочных станций, а также иной металлопродукции производственного назначения. Не смотря на традиционную структуру самого предприятия, в сложившихся рыночных условиях необходимой предпосылкой успешной деятельности стало активное сотрудничество с другими предприятиями на основе отношений кооперации, подряда и прочих договорных отношений. Небольшие объемы заказов, специфичные для каждого изделия требования покупателя не позволяют организовать массовое поточное производство и обуславливают необходимость привлечения сторонних организаций и предприятий для решения вопросов проведения научных и маркетинговых исследований, проектирования изделий, преодоления барьеров, связанных с необходимостью лицензирования отдельных видов деятельности. Таким образом, предприятие становится частью сетевой организации, в которую входят его партнеры, конкуренты, заказчики и прочие предприятия, так или иначе вовлеченные в процесс выпуска продукции.

Похожие диссертации на Разработка моделей и метода построения мультиагентных систем управления сетевыми производственно-коммерческими компаниями