- •Н. М. Абдикеев проектирование интеллектуальных систем в экономике
- •Раздел IV. Прикладные интеллектуальные системы в экономике Глава 10 Интеллектуальная система планирования производства.
- •Глава 11. Динамическая интеллектуальная система оперативно-диспетчерского управления предприятием.
- •Глава 12. Информационно-аналитические системы управления маркетингом
- •Глава 13. Информационно-аналитическая система поддержки банковских решений.
- •Глава 14. Экспертная система риск-менеджмента.
- •Раздел I. Тенденции развития информационных систем в экономике.
- •Глава 1. Информационные системы при интегрированном автоматизированном управлении экономическими объектами.
- •Классификация информационных систем.
- •Области применения информационных систем в экономике.
- •Интегрированное автоматизированное производство, планирование и управление.
- •Интегрированные экономические информационные системы.
- •Глава 2. Тенденции развития информационных систем поддержки решений.
- •2.1. Направления развития информационных систем.
- •Основные технологические тенденции.
- •Технологии сетевых вычислений.
- •2.2. Моделирование и анализ ситуаций.
- •Моделирование и анализ ситуаций принятия решений.
- •2.3. Процесс подготовки и принятия решений.
- •2.4. Новая технология решения задач управления.
- •Глава 3. Интеллектуальные системы на основе инженерии знаний и искусственного интеллекта.
- •3.1. Организация работы с данными и знаниями. Инженерия знаний.
- •Данные. Источники данных.
- •Структура данных и системы управления базами данных.
- •Хранилище данных.
- •Olap: оперативная аналитическая обработка данных.
- •Интеллектуальный анализ данных.
- •Интеллектуальные базы данных.
- •Знания в искусственном интеллекте. База знаний.
- •Система управления базой знаний
- •Обработка знаний.
- •Инженерия знаний.
- •3.2. Развитие исследований в области искусственного интеллекта.
- •3.3. Теория и практика искусственного интеллекта.
- •3.4. Интеллектуальные информационные системы поддержки решений.
- •Раздел II. Модели и методы интеллектуальных систем.
- •Глава 4. Экспертные системы – системы, базирующиеся на знаниях.
- •4.1. Экспертные системы – основная разновидность интеллектуальных систем.
- •4.2.Функциональные возможности и характеристика эс.
- •4.3. Области применения экспертных систем.
- •4.4. Стратегические и динамические эс.
- •Глава 5. Представление знаний в интеллектуальных системах.
- •5.1. Проблемы представления и моделирования знаний.
- •5.2. Представление знаний на основе фреймов и семантических сетей.
- •5.2.1. Фреймы.
- •5.2.2. Семантические сети.
- •5.3. Продукционные и логические модели представления знаний.
- •5.3.1. Продукционные модели.
- •5.3.2. Логические модели представления знаний Исчисление предикатов
- •Вывод на предикатах.
- •Процесс стандартизации.
- •5.4. Представление и формализация нечетких знаний.
- •Основные определения нечетких множеств.
- •Операции с нечеткими множествами.
- •Нечеткие отношения.
- •Нечеткая и лингвистическая переменные.
- •Нечеткие числа и функции
- •Лингвистические критерии и отношения предпочтения.
- •Нейронные сети.
- •От биологических сетей к инс
- •Биологические нейронные сети
- •Основные понятия
- •Обучение
- •Глава 6. Обработка знаний и вывод решений в интеллектуальных системах.
- •6.1. Методы вывода и поиска решений в продукционных системах. Методы вывода на основе прямой и обратной цепочек.
- •Общие методы поиска решений в пространстве состояний.
- •Методы поиска решений в больших пространствах состояний.
- •6.2. Выводы на фреймах и в семантических сетях.
- •6.2.1. Вывод на фреймах. Структура данных фрейма.
- •Процедуры – демоны и присоединенные процедуры (методы или служебные).
- •Взаимодействие фреймов и правил.
- •Вывод во фреймовой системе.
- •6.2.2. Вывод в семантических сетях.
- •Структурирование знаний в семантической сети.
- •Процедурные семантические сети.
- •Вывод в семантических сетях.
- •6.3. Дедуктивные методы поиска решений.
- •6.4. Поиск решений в условиях неопределенности. Неопределенность.
- •6.4.1. Вероятностный вывод. Вероятностный подход.
- •Байесовский вывод.
- •Вывод на основе теории Демпстера-Шафера.
- •6.4.2. Вывод на основе теории уверенности. Коэффициент уверенности и доверие.
- •Объединение коэффициентов уверенности.
- •6.4.3. Нечеткая логика и приближенные рассуждения.
- •Приближенные рассуждения.
- •Композиционное правило вывода.
- •6.5. Вывод в нейронных сетях. Обработка информации в нейронных сетях.
- •Обучение инс и обучающие алгоритмы.
- •Архитектура многослойной сети прямого распространения.
- •2. Самоорганизующиеся карты Кохонена.
- •3. Модели теории адаптивного резонанса.
- •Сеть Хопфилда.
- •Ассоциативная память
- •Раздел III. Проектирование интеллектуальных систем.
- •Глава 7. Разработка и проектирование интеллектуальных систем.
- •7.1. Этапы проектирования интеллектуальных систем.
- •7.2. Анализ предметной области и методы приобретения знаний. Предметная и проблемная области.
- •Выявление источников знаний.
- •7.3. Работа с экспертами и проблема извлечения знаний.
- •7.4. Автоматизация извлечения знаний и формирования модели.
- •Краткая характеристика проблемной области.
- •Характеристика интеллектуальной системы прогнозирования.
- •Концептуальная модель (км) производства.
- •Глава 8. Архитектура интеллектуальных систем.
- •8.1. Структура интеллектуальной системы.
- •8.2. Проектирование базы знаний.
- •Понятие знания в контексте исследуемой проблемной области.
- •Оценка пространства поиска решений.
- •Выбор способа представления знаний.
- •Структура бз и взаимодействие с другими компонентами ис.
- •8.3. Разработка механизма вывода решений.
- •8.4. Объяснение и обоснование решений.
- •8.5. Интеллектуальный интерфейс.
- •Виды интерфейса.
- •Графика.
- •Мультимедиа и гипермедиа.
- •Виртуальная реальность.
- •Естественный язык.
- •Глава 9. Инструментальные средства проектирования интеллектуальных систем.
- •9.1. Анализ традиционных языков программирования и представления знаний.
- •9.1.1. Специализированный язык lisp.
- •9.1.2 Фрейм – ориентированный язык frl.
- •9.1.3 Язык логического программирования prolog.
- •9.1.4. Продукционный язык ops.
- •9.2. Современные программные средства построения интеллектуальных систем.
- •9.2.1. Объектно-ориентированный язык Visual Basic.
- •Возможности языка Visual Basic для создания эс.
- •9.2.2. Язык логического программирования Visual Prolog.
- •9.2.3. Интегрированная инструментальная среда guru.
- •9.2.4. Интегрированная инструментальная среда g2 для создания интеллектуальных систем реального времени.
- •Использование мощности объектно-ориентированного программирования
- •Работа в Реальном времени
- •Динамическое моделирование и моделирование для анализа " что- если "
- •Раздел IV. Прикладные интеллектуальные системы в экономике.
- •Глава 10. Интеллектуальная система планирования производства.
- •10.1 Производственная программа предприятия и календарное планирование.
- •10.2 Исследование предметной области и системы управления производством. Характеристика объекта управления нефтеперерабатывающего производства
- •Технология плановых расчетов.
- •Интегрированное автоматизированное управление производством.
- •10.3. Специфика функционирования и архитектура интеллектуальной системы планирования и управления производством.
- •10.4. Имитационное моделирование процесса расчета плана. Формализация задачи планирования нефтеперерабатывающего производства на основе имитационного моделирования.
- •Принципы реализации имитационной модели планирования нефтеперерабатывающего производства
- •2. Для каждой стадии определяется расчетная схема, в виде совокупности отношений, определяющих расчет производственной программы установок входящих в данную стадию.
- •10.5. Учет неопределенности в системе.
- •Процедуры принятия решений при планировании производства во взаимодействии с имитационной моделью планирования в эис
- •Глава 11. Динамическая интеллектуальная система оперативно – диспетчерского управления предприятием.
- •11.1. Оперативно – диспетчерское управление предприятием
- •11.2 Функционирование интеллектуальной системы диспетчерского управления в составе исуп в реальном времени.
- •3) Рекомендации пользователю по действиям в сложившейся производственной ситуации.
- •11.3 Представление знаний и вывод решений в системе. Фреймово – продукционная модель представления заданий в иис.
- •Механизм вывода решений и рекомендаций в иис.
- •11.5 Имитационная прогнозирующая модель для оперативных интервалов времени
- •11.5.1 Принципы построения имитационной прогнозирующей модели.
- •11.5.2 Построение имитационной модели производства на базе Сети Петри.
- •11.5.3 Моделирование неопределенности ситуаций в имитационной прогнозирующей модели
- •11.5.4 Процедуры принятия решений при диспетчерском управлении во взаимодействии с имитационной прогнозирующей моделью иис.
- •Глава 12. Информационно-аналитические системы поддержки решений в маркетинге.
- •12.1. Процесс управления маркетингом.
- •12.2. Информационно – аналитические системы поддержки маркетинговых решений.
- •Типы структур управления торговыми сетями.
- •Классификация каналов связи.
- •Системы crm.
- •12.4 Интернет – маркетинг и электронная коммерция.
- •Глава 13. Информационно-аналитическая система поддержки банковских решений.
- •13.1. Анализ предметной области.
- •Система управления кредитными операциями
- •13.2. Система оценки кредитоспособности заемщика.
- •Анализ финансового состояния заемщика.
- •Система финансовых коэффициентов (рейтинг заемщика).
- •Ликвидные средства 2-го класса
- •Ликвидные средства 3-го класса
- •Объем и структура долговых обязательств
- •Рейтинг заемщика
- •Моделирование бизнес-процессов в системе.
- •Визуальное моделирование.
- •Предоставление вариантов использования.
- •Логическое представление
- •Регистрация нового клиента
- •Анализ финансового состояния заемщика
- •13.4. Архитектура системы и характеристика функциональных блоков.
- •Подсистема анализа залоговых средств
- •Подсистема учета кредитной истории
Процедуры принятия решений при планировании производства во взаимодействии с имитационной моделью планирования в эис
Эффективность применения компьютеров в области автоматизации организационно-экономического управления зависит от гибкости человеко-машинных процедур, позволяющих делать сравнительный анализ вариантов решений на основе критериев носящих качественный характер.
Основным критерием при выборе инструментальных средств диалогового режима в имитационной системе для расчета плана было обеспечение максимальных удобств для непрофессионального пользователя. На различных этапах процесса расчетов используются формы и методы наиболее приемлемые для данной ситуации.
Рассмотрим процедуру расчета производственной программы на имитационной модели.
Имитационная модель планирования представляет собой сложный итеративный вычислительный процесс, протекающий при активном участии конечного пользователя. Общая схема решения задачи расчета производственной программы состоит из следующих этапов:
- настройка модели и ввода исходных данных;
- собственно расчета при активном участии плановика.
Настройка модели состоит из следующих процедур:
- определения состава и последовательности стадий. Данная процедура выполняется только в случае изменения в технологической схеме (ликвидация старых и ввод новых установок):
- определение состава и числа расчетных переменных;
- определение состава и числа лимитируемых и свободных потоков;
- назначения исходя из директив и собственных предпочтений лимитов на соответствующие потоки;
- задания номинальных значений соответствующим параметрам установок.
Тем самым формируется расчетная схема, вся ответственность за разрешимость которой лежит на пользователе.
Необходимо отметить, что расчетная схема носит достаточно устойчивый характер и, как правило, меняется при существенных изменениях в производственном процессе и сложившихся предпочтениях плановика.
Глава 11. Динамическая интеллектуальная система оперативно – диспетчерского управления предприятием.
11.1. Оперативно – диспетчерское управление предприятием
Объектом управления оперативно – диспетчерского управление непрерывным производством является разветвленный комплекс технологических установок, резервуарных парков и аналитической лаборатории.
Система оперативно-диспетчерского управления НПЗ предназначена для обеспечения выполнения предприятием оперативных заданий по выработке нефтепродуктов не ниже планируемых значений. Это достигается путем выполнения ОДУ следующих функций: обеспечение согласованного функционирования технологических установок, процессов смешения и других подразделений завода; обеспечение установок сырьем, полуфабрикатами, материалами; контроль и обеспечение наличия неснижаемых запасов сырья, вспомогательных материалов, топлива и т.п.; автоматизация сбора и обработки оперативной информации о ходе основного производства НПЗ; хранение и представление информации оперативному персоналу предприятия; оперативный учет времени простоев технологических установок и оборудования; регистрация информации об изменениях состояния параметров, которые характеризуют ситуации, приводящие к невыполнению календарного графика работы технологических установок и других процессов; оперативного учета выработки, отгрузки и остатков продукции за оперативное время (сутки, смена и т. д.); учет движения нефти и нефтепродуктов; контроль качества нефтепродуктов; анализа выполнения производственного задания; оперативное управление и регулирование основного производства НЛП; предотвращение и устранение аварийных ситуаций; анализа производственных ситуаций, определение "узких мест" и принятие решений для их устранения; прогнозирование развития производственных ситуаций с целью заблаговременного принятия решений по устранению "узких мест" и аварийных ситуаций.
Для выполнения этих функций решаются следующие комплексы задач.
Комплекс задач "Учет и контроль основного производства" включает следующие задачи: контроль технологических установок и процессов; учет и контроль работы технологических установок и процессов; учет состояния резервуаров и трубопроводов между ними и технологическими установками; сбор и первичная обработка информации о качестве и количестве нефтепродуктов; оперативный учет и контроль движения нефти и нефтепродуктов; оперативный учет и контроль качества сырья, полуфабрикатов, товарных продуктов и топлива; учет и контроль производительности технологических установок; учет и контроль выполнения плана по важнейшему ассортименту.
Комплекс задач "Оперативный анализ и управление" включает следующие задачи: суточный рапорт о работе завода; анализ технико-экономических показателей (ТЭП); распределение плана выпуска продукции за оперативный интервал времени; расчет потребностей в сырьевых и энергетических ресурсах; управление нагрузками; анализ ситуаций и принятия решений по управлению основным производством предприятия.
Ежедневно на НПЗ порождаются большие потоки информации: фактические данные о выпуске и отгрузке нефтепродуктов, об остатках готовой продукции; данные о межзаводских передачах нефтепродуктов; данные о расходах электроэнергии, теплив, газа и т. д. Эти данные интегрируются с целью передачи их руководству предприятия и руководству комплекса. Процесс интеграции данных на НПЗ осуществляется автоматизированным путем в вычислительном центре, а в некоторых случаях на диспетчерском пункте завода. Основную информацию, поступающую к диспетчеру, можно классифицировать следующим образом: о качестве сырья; о количестве сырья и ритмичности его поставок; технологических режимах установок; о плановых заданиях по заводу, цеху и установкам; о фактическом выполнении плановых заданий; об изменении схемы технологического процесса (перераспределении материальных потоков); об авариях и происшествиях (по заводу в целом, по цехам, по установкам и т. д.); о замерах уровня по основным резервуарам завода.
Для эффективного использования установок и выполнения плановых заданий по всей номенклатуре продуктов сырье (нефть) необходимо подавать на вход установок в виде смеси определенного состава. Кроме того, диспетчеру нужно знать количество сырья и продуктов, находящихся в резервуарах завода (в тоннах).
В процессе функционирования завода постоянно возникают ситуации, которые можно классифицировать на производственные и аварийные.
К производственным относятся: ситуации, связанные с угрозой переполнения резервуара или наоборот, с малым количеством сырья в резервуаре, что также недопустимо; ситуации, связанные с угрозой невыполнения плана на сутки (пятидневку, декаду, месяц) по какому-либо продукту на технологической установке; ситуации, связанные с угрозой невыполнения плана заводом в целом.
К аварийным относятся: выход из строя технологической установки (или ее части); выход из строя трубопроводов; ситуации, связанные с нарушением электроснабжения завода; прочие происшествия.
Как показал анализ, наиболее важными задачами диспетчерского управления являются предотвращение и устранение аварийных ситуаций и обеспечение выполнения плана по заводу в целом и по отдельным установкам на смену, сутки, пятидневку, месяц. Для решения этих задач диспетчерского управления необходимо осуществлять контроль технологических режимов установок, прогнозирование и оценку ситуации при нарушении хода производства, контроль выполнения оперативных планов выпуска продукции, выявление причин отклонения от оперативных плановых заданий и своевременное принятие мер по их устранению, контроль за обеспечением технологических установок сырьем, полуфабрикатами, материалами и определение воздействий диспетчерского регулирования и т. д.
Как показывает практика, эффективность системы диспетчерского управления нефтеперерабатывающего предприятия определяется ее способностью вырабатывать обоснованные управленческие решения, предупреждать отклонения в ходе основного производства, качественно анализировать складывающиеся ситуации. Поэтому анализ протекания процессов, прогнозирование и выявление негативных тенденций и, самое главное, принятие решений является центральной проблемой в комплексе задач диспетчерского управления. Именно от решения этой проблемы зависит эффективное и ритмичное функционирование всего предприятия в целом.