ДУЭТС – Диспетчерская управляющая экспертная технологическая система.
Эта система была разработана и применена для управления нефтеперерабатывающим предприятием в конце 80-х гг. [Алиев и др.-1990 ]
Большинство решений в конкретной производственной обстановке принимает дежурный диспетчер.
Он выполняет следующие функции :
- анализирует поступающую инф-цию и выявляет отклонения от нормального хода производственного процесса,
- если есть такие отклонения, выявляет их причину,
- вырабатывает последовательность действий по устранению причины и последствий этих отклонений.
Укрупнено: дежурный диспетчер выполняет 3 задачи:
(1) слежение за ходом производства,
(2) анализ ситуации,
(3) планирование действий.
Система предназначена для помощи деж. диспетчеру и другим руководителям в выполнении этих задач
Основные функции системы ДУЭТС
- обеспечивает диспетчера оперативной и достоверной информацией;
- ДАЕТ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ДЕЙСТВИЯМ В ДАННОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИТУАЦИИ;
- выполняет необходимые расчетные задачи.
Особенности ДУЭТС, отличающие ее от традиционных ЭС.
1. Эта система функционирует в составе интегрированной АСУ производством (ИАСУП).
2. Работает в реальном времени.
3. Учитывает различный уровень польз-лей (диспетчер, гл.инж, директор).
!4.Имеет возможность автоматического запуска процедур логического вывода (по инициативе системы – напр., в зависимости от производственной ситуации ).
АРХИТЕКТУРА ДУЭТС
Рис 2 – Алиев /Рис 6.7 – с 175 – см. отдельный файл
1. МОНИТОР – управляет всем процессом функционирования ДУЭТС, обеспечивает взаимодействие всех ее блоков
2. ДИАЛОГОВЫЙ ИНТЕРФЕЙС – взаимодействие с пользователем (диспетчером и др.) через терминал в диалоговом режиме.
Его функции:
- прием запроса от пользователя
- первичная обр-ка запроса (выделение смысла - семантический анализ)
- формирование ответа.
Работает по принципу меню – пользователь выбирает одну из предлагаемых альтернатив ( из-за режима реального времени).
Подблоки: модуль приема запроса, модуль обработки и выделения семантики, модуль формирования сообщения польз-лю.
3. БАЗА ЗНАНИЙ
- Рис 3 (Алиев /Рис 6.8 – с 177) – см. отдельный файл
БЗ имеет два уровня:
1-й уровень БЗ – модель мира системы (ММС):
- знания о производственно-функциональной структуре предприятия и связях с внешним миром;
- индивидуальные модели пользователей (директор, гл. инж, …), включая их информационные потребности, приоритет, круг решаемых задач и др. хар-ки.
Это декларативные (фактографические) знания, имеют иерархический и вложенный характер и представляются с пом. системы ФРЕЙМОВ. Структура фрейма – Рис.4.
Общая форма фрейма из ММС:
Имя фрейма (имя)
Обобщенное значение (характеристика фрейма)
Слот 1 (Значение Слота 1)
Слот 2 (Значение Слота 2)
……………
Слот К (Значение Слота К)
Слоты имеют конкретную смысловую интерпретацию для данной предметной области, напр, "входит в", "состоит из", "является разновидностью"
Это позволяет организовывать родовидовые, иерархические и др. отношения между объектами.
2-й уровень БЗ – БАЗА ПРАВИЛ (БП)
- знания о конкретных производственных ситуациях и действиях (рекомендациях), соответствующих этим ситуациям.
Имеют процедурный характер и представлены с пом .системы ПРОДУКЦИЙ:
ЕСЛИ АN , ТО ВK
где АN –фрейм-образец, по которому происходит сопоставление с фреймами из ММС,
ВK – действие, приводящее (в общем сл-е) к изменению ММС и БП.
БАЗА ПРАВИЛ состоит из пакетов правил.
Каждый пакет соответствует некоторому подмиру ДУЭТС- определенному кругу вопросов, касающихся функционирования предприятия, таких как:
- организационная структура предприятия
- технологические связи объектов
- управленческие кадры …
Левые части правил – объекты из ММС, представленные фреймами, правые части правил - действия, напр,
- создание, удаление, модиф-ция фрейма в ММС
- выдача сообщения польз-лю на терминал
- ввод данных с терм-ла польз-ля
- получение инф-ции из распределенной БД
- занесение в БП или удаление из нее пакета правил
- прекращение лог. вывода и передача управления монитору.
4. БЛОК ВВОДА И ОБНОВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ
На извлечение знаний из эксперта и отладку БЗ тратится 50 – 90% времени создания ЭС.
Формирование БЗ - этапы:
1. Разбиение предметной области (ПО) на подобласти ("миры") – выполняет инженер знаний с пом эксперта в диалоговом режиме: ДУЭТС выступает в активной роли, осуществляет автоматическое интервьюирование эксперта (режим меню или вопрос-ответ).
2. Создание фреймов-прототипов и на их основе фреймов- экземпляров в ММС (на основе выделения ключевых понятий ПО)
Пример Алиев/179
ФРЕЙМ-ПРОТОТИП "Установка"
Имя фрейма Установка
Значение Прототип
С Л О Т Ы:
Входит в ЦЕХ №
Состоит из (список составных частей)
Получает сырье от (список поставщиков)
Тип сырья (список типов сырья)
Вырабатывает продукцию (список потребителей)
Поставляет продукцию (список потребителей)
ФРЕЙМ-ЭКЗЕМПЛЯР "Установка № 16"
Имя фрейма Установка № 16
Значение работает
С Л О Т Ы:
Входит в ЦЕХ № 1
Состоит из (колонна №1, колонна №2,
печь 3, резервуар №52)
Получает сырье от (цех № 25, резервуар № 17)
Тип сырья (нефть)
Вырабатывает продукцию (керосин, бензин, мазут)
Поставляет продукцию (уст-ка №21, уст-ка №34,)
3. Создание шаблонов правил и на их основе конкретных правил продукций.
ШАБЛОН ПРАВИЛА
для группы ситуаций "Остановилась установка"
Правило № …………….
Имя правила ………….
ЕСЛИ Установка №….. остановилась
И…………,
ТО ……(список действий)
КОНКРЕТНОЕ ПРАВИЛО
для выдачи рекомендаций при остановке установки № 22
Правило № 27
Имя правила Остановка Уст. № 22
ЕСЛИ Установка № 22 остановилась
И Установки № 23 и № 24 работают,
ТО распределить нагрузку Уст. № 22 между
Установками № 23 и № 24
4. Уточнение и дополнение БЗ (корректировка фреймов, правил, целей и приоритетов)
5. БЛОК ЛОГ. ВЫВОДА
Механизм лог. вывода – циклический характер:
1. СОПОСТАВЛЕНИЕ ПРАВИЛ
- сравнение ЛЕВЫХ частей (условий) продукций, находящихся в БАЗЕ ПРАВИЛ, с объектами, находящимися в ММС и описывающими реальную ситуацию. Получение конфликтного набора правил.
2. ВЫБОР одного ПРАВИЛА – на основании системы приоритетов.
3. ВЫПОНЕНИЕ ПРАВИЛА - осуществление действий, описанных в правой части. Возврат к шагу 1.
6. БЛОК СВЯЗИ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ БАЗОЙ ДАННЫХ (РБД) ИАСУ
- поддержание БЗ в актуальном состоянии (обновление БЗ) – оперативные данные с объектов через локальные БД периодическики поступают в ЦБД и затем в БЗ (именно - в ММС).
Механизм лог. вывода запускается по двум причинам:
1. По запросу пользователя на выдачу рекомендаций по действиям в данной ситуации.
2. При появлении новой информации об объектах в РБД ИАСУ (т.е. по инициативе ДУЭТС, следящей за ходом производственного процесса)
7. БЛОК ОБОСНОВАНИЯ РЕКОМЕНДАЦИЙ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
- дает объяснения рекомендаций по запросу пользователя (на основе трассировки лог. вывода, а также анализа процессов и динамики изменения параметров объектов);
- для обоснования решения и выводов применяется прогнозирование функционирования производственной системы при принятии различных вариантов управленческих решений и анализ прогнозов – с пом. имитационной модели производственного процесса, которая введена в блок обоснования решения.
РИСУНКИ –см. в отдельных файлах