5.2.2. Инструментальный комплекс моделирования g2
G2 – инструментальный комплекс для создания динамических интеллектуальных систем в управлении и моделировании. Комплекс разработан фирмой Gensym (США), которой сегодня принадлежит 50% мирового рынка интеллектуальных систем, используемых в системах управления. Все 25 самых крупных индустриальных мировых корпораций используют G2 [3].
Классы задач, для которых предназначена система G2: системы моделирования; составление расписаний и планирование; диагностика; мониторинг в реальном масштабе времени; системы проектирования и др.
Основное достоинство G2 – возможность применения ее, как интегрирующей компоненты, позволяющей за счет открытости архитектуры легко объединять разрозненные средства автоматизации в единую комплексную систему управления, охватывающую все аспекты производственной деятельности – от формирования портфеля заказов до отгрузки готовой продукции.
Система G2 базируется на объектно-ориентированной технологии, которая в настоящее время является главной тенденцией в области новых информационных технологий.
В
се
компоненты G2
можно разделить на три основные группы
(см. рис. 5.3): база знаний (знания и данные),
управляющие подсистемы, интерфейс [3].
База знаний. Все знания в системе G2 хранятся в двух типах файлов: базы знаний, где хранятся знания о приложениях, и библиотеки знаний, где хранятся общие знания, используемые более, чем в одном приложении.
Глобально сущности в базе знаний (БЗ) можно разделить на структуры данных и исполняемые утверждения (см. рис. 5.3).
Структуры данных. Основой представления знаний в G2 является понятие класса. Все, что хранится в БЗ и чем оперирует система, является экземпляром того или иного класса. Опишем наиболее важные классы:
объекты – представляют собой объекты реального мира в приложении. С каждым объектом ассоциируется таблица атрибутов, элементами которой является пары «атрибут-значение»;
связи – предназначены для отображения путей между объектами. Можно создать классы связей для указания различных типов потоков между объектами. Например, объекты могут быть соединены водопроводными трубами и/или проводами;
рабочие пространства – отображаются, как ограниченные рабочие области, в которые можно помещать объекты и объединять их в схемы. Каждый экземпляр объекта может обладать своим рабочим пространством, представляющим его внутреннюю структуру.
Все классы G2 обладают по крайней мере одним общим свойством – их экземпляры имеют графическую форму представления. С помощью графических образов можно строить схемы систем для любого уровня сложности.
Исполняемые утверждения. Основные виды утверждений – правила, процедуры, формулы, функции. Правила имеют условия и заключения и представляются в виде: if <логическое выражение> then <действия>. В набор действий входят: присвоение значения атрибуту или переменной; создание или удаление экземпляра объекта; изменение положения пиктограммы объекта; запуск процедуры и т.д.
Управляющие подсистемы. Основными управляющими модулями G2 являются машина вывода, планировщик и подсистема моделирования.
Машина вывода выполняет рассуждения на основании знаний, содержащихся в БЗ, и данных, поступающих от подсистемы моделирования или от внешних источников. Машина вывода проверяет и исполняет правила.
Планировщик координирует одновременное выполнение множества задач. Он определяет порядок обработки задач, взаимодействует с источниками данных и пользователями, запускает процессы и осуществляет коммуникацию с другими процессами в сети.
Подсистема моделирования используется для имитационного моделирования реальных объектов и устройств, например, для имитации показаний датчиков. В подсистеме моделирования предусмотрены средства для вычисления алгебраических и дифференциальных уравнений, возможность задания формул и т.д.
Интерфейс. Поскольку G2 является средством для разработки конкретных приложений реального времени, он располагает мощной средой разработчика, автоматизирующей создание приложений, а также средствами, обеспечивающими интерфейс с внешним окружением
Среда разработчика включает в себя:
естественно-языковой текстовый редактор, управляемый процедурой грамматического разбора;
средства создания графического интерфейса с пользователем, позволяющие создавать и редактировать пиктограммы объектов, создавать различные типы графиков, формировать интерфейс конечного пользователя с приложением (создавать меню, управляющие элементы и т.д.);
средства инспекции и отладки, позволяющие осуществлять поиск элементов в БЗ, трассировку, обнаружение ошибок и др.
Интерфейс с внешним окружением обеспечивает групповую работу с приложением на принципах архитектуры распределенной обработки «клиент-сервер». Кроме того, специальные средства позволяют легко интегрировать G2-приложение в существующие системы управления.
На базе инструментального комплекса G2 разработано множество проблемно-ориентированных расширений для быстрой реализации сложных динамических систем. Одно из таких расширений – комплекс Rethink – было разработано специально для проведения реинжиниринга. Основные возможности системы Rethink [3]:
Формирование моделей бизнес-процессов в виде диаграмм, состоящих из блоков и соединений. Блоки представляют собой задачи в бизнес-процессах, а соединения - потоки сущностей (информации, предметов). Свойства и поведение блоков могут описываться как точными, так и случайными величинами. Поддерживается создание иерархических моделей, позволяющих описывать процессы с различной степенью детализации.
Определение различных параметров процессов, таких, как время, стоимость и др. Специальные инструменты позволяют получать отображать в числовой и графической форме параметры моделируемых процессов в заданных точках модели.
«Проигрывание» моделей, проверка гипотез «Что, если». Для этих целей в системе реализован механизм сценариев, которые позволяют исследовать зависимость поведения модели от поведения внешнего мира и каких-либо параметров модели. При этом все изменения параметров сразу отражаются на графическом изображении модели, что обеспечивает наглядность и понятность процессов. По результатам «прогона» модели автоматически формируется отчет.
Как и комплекс G2, система Rethink функционирует на большинстве типов компьютеров в различных операционных средах, а также поддерживает коллективную работу на основе архитектуры «клиент-сервер».