ром при поиске решений следует считать соответствие ре­ шения условиям задачи. Но, как отмечено выше, в постановке неформализованной задачи ее условие задается нечетко, без подробностей, что вызывает необходимость сбора допол­ нительной информации. Следовательно, пока такая ин­ формация не собрана и не проанализирована, сформули­ ровать правило предпочтения и сделать выбор невозможно. В этом состоит одна из принципиальных особенностей не­ формализованных задач.

Остановимся более подробно на теории и практике вы­ полнения основных этапов решения задач, перечисленных выше, применительно'к задачам выбора. Наиболее сложны­ ми, многоаспектными и слабо освещенными в литературе являются начальные этапы, а именно: анализ задачи, сбор дополнительной информации, необходимой для решения за­ дачи, выбор метода ее решения и составление плана.

1.4. Анализ задач

Любой анализ подразумевает выделение каких-то эле­ ментов рассматриваемого объекта и их сравнение. Это явля­ ется центральной идеей системного анализа, согласно кото­ рому любой объект рассматривается как система, имеющая некоторые характерные свойства, позволяющие выделить ее из окружающей среды, и вместе с тем состоящую из взаимо­ связанных частей (элементов). В свою очередь каждый эле­ мент может также рассматриваться как система, но более низкого иерархического уровня. Так можно проводить де­ композицию на нескольких уровнях, рассматривая первона­ чальную систему со все большей степенью детализации.

И.П. Норенков называет такой подход блочно-иерар­ хическим [61], имея в виду, что любую систему наглядно можно представить с помощью геометрического построе­

ния - расширяющегося книзу дерева, состоящего из связан­ ных между собой блоков. Блоки располагаются по иерархи­ ческим уровням.

Практическое значение блочно-иерархического подхода применительно к решению задач состоит в том, что сложную задачу можно представить как совокупность более простых задач (подзадач), решение которых в определенной последо­ вательности будет означать решение первичной задачи. На этой основе формируется план действий.

В соответствии с общей принципиальной схемой ре­ шения любой задачи (см. рис. 1) работу следует начинать с изучения условия и задания, то есть постановки задачи. Со­ гласно Л.М. Фридману [92], анализ задачи начинается с изу­ чения ее структуры. Любая задача состоит из трех частей:

1)множества фиксированных (названных, обозначен­ ных) и явно не названных, но предполагаемых предметов (объектов) предметной области задачи;

2)множества отношений, которыми связаны между со­ бой объекты предметной области;

3)требования или вопросы задачи.

Элементы предметной области и отношения между ни­ ми, заданные явно или неявно, могут быть постоянными и, кроме того, делятся на известные и неизвестные. Неизвест­ ные элементы и отношения в свою очередь делятся на три вида: искомые, промежуточные или вспомогательные и не­ определенные. Сущность перечисленных элементов, очевид­ но, понятна без дополнительных пояснений. Их установление при решении любой задачи является безусловно полезным.

Особенности задач выбора проявляются уже на этапе ее постановки. Обычно для некоторых конкретных условий зае­ дается выбрать значение параметра, который в данной задаче

является выходным. Название выходного параметра служит обозначением множества его значений, из которых следует сделать выбор. Значения параметра в большинстве задач вы­ бора имеют символьную (нечисловую) форму, а другие эле­ менты условия задачи могут быть символьными или (и) чи­ словыми. Всегда часть элементов задачи остается изначально неизвестной полностью или частично.

Например, в сварке типичной является задача, когда для заданной сварной конструкции (имеются чертежи) надо вы­ брать способ сварки и сварочные материалы.

Проанализируем постановку данной задачи. Исходные данные задачи определяются чертежами. В них указаны мар­ ка основного металла, геометрические параметры конструк­ ции, размеры и формы деталей, типы сварных соединений, параметры сварных швов и пр. Какие из этих сведений по­ требуются для решения задачи, в условии не указано. На ос­ нове профессиональных знаний и опыта специалист выделяет некоторые сведения, которые являются входными парамет­ рами, то есть факторами, непосредственно влияющими на выбор. К ним можно отнести в первую очередь марку метал­ ла, толщину свариваемых кромок, конфигурацию и протя­ женность швов. Перечисленных данных недостаточно для однозначного принятия решения, но какие еще данные сле­ дует взять из чертежей, можно определить только при де­ тальном анализе. Ясно, что будут использованы не все абсо­ лютно данные, а некоторые из них. Например, в некоторых случаях будут иметь значение форма деталей, назначение, габариты и вес конструкции. В других случаях это несущест­ венно. Так, назначение, габариты и вес конструкции помога­ ют решать вопрос о том, является ли конструкция поворот­ ной, а это в свою очередь определяет положение швов при сварке и должно учитываться при выборе способа сварки.

Значит, в чертеже заложены элементы знаний, которые на­ прямую не относятся к выходным параметрам, но косвенно влияют на выбор.

Сведения о связях между входными и выходными па­ раметрами, о стратегиях решения задачи в постановке задачи отсутствует.

Обратим внимание на форму представления данных в постановке задачи. Результаты выбора могут быть выраже­ ны только в символьной (нечисловой) форме: словесное на­ звание способа сварки, условные обозначения марок свароч­ ных материалов. Также символьно заданы некоторые данные в условии задачи: марка основного металла (название), кон­ фигурация швов (например, прямолинейные, криволинейные, кольцевые), назначение конструкции (словами) и т.д. Другие данные заданы числами - толщина металла, длина шва, раз­ меры детали и пр.

По совокупности признаков рассматриваемую задачу следует отнести к неопределенным или плохо определенным (по В.В. Власову [9]), слабо структуризованным и неформа­ лизованным (по А.Ньюэллу и Г.Саймону [105]). Такую же характеристику можно дать и другим задачам выбора.

1.5. Поиск и сбор дополнительной информации

Выше уже неоднократно отмечалась объективная необхо­ димость выполнения этапа поиска и сбора информации, без ко­ торой задача не может быть решена. Ключевыми при этом яв­ ляются вопросы, что собирать, где и как собирать.

На схеме рис.1 вся необходимая информация обозначе­ на как предметная область задачи (ПОЗ). Из выражений (2) и (3) видно, что в это понятие, в частности, входят сведения об элементах постановки задачи и связях между ними, дей­

Оригинальную трактовку элементов задачи дают Т.А. Гаврилова и К.Р. Червинская [13]. Авторы вводят поня­ тие «поле знаний», под которым понимают некоторое полуформализованное описание основных понятий предметной области и связей между ними. Если обобщить приводимые в работе [13] аналитические выражения поля знания Р2и его составляющих, добавить функцию задачи Fz как объединяю­ щий элемент, получим развернутое выражение поля знаний:

где X - структура исходных данных, которая подлежит ин­ терпретации и обработке;

Y - структура результата, который выдает система;

А - множество всех элементов предметной области за­ дачи (ПОЗ);

R - множество связей между элементами ПОЗ;

S - стратегия манипулирования элементами и отноше­ ниями для нахождения решения.

Выражение (4) показывает, какая именно информация образует поле знаний. Последнее по смыслу близко к поня­ тию предметной области задачи.

Автор работы [36] обратил внимание на то, что в зада­ чах выбора большинство знаний о соответствиях между зна­ чениями альтернатив и условиями их выбора получено опыт­ ным путем и, следовательно, не требует отражения в модели всей логики взаимосвязей между понятиями. В связи с этим для задач выбора выражение (4) можно представить в более

Значит, на этапе сбора информации необходимо из всего массива информации о предметной области ПО извлекать сведения об исходных данных X, альтернативах Y и непо­ средственных связях между ними R. Все остальные сведения

из ПО для решения задачи выбора не требуются. За счет это­ го происходит сужение ПО до ПОЗ (см. рис. 1).

Опыт моделирования и исследования задач выбора по­ казывает, что сбор дополнительной информации следует на­ чинать с выходных параметров [множество Y в выражении (5)]. В формулировке цели задачи имеются ключевые слова, обобщающие название и смысл выходного параметра. Его конкретные значения принимают в качестве альтернатив, из которых должен производиться выбор. В разных задачах фор­ мирование множества альтернатив требует от специалиста больших или меньших усилий и затрат времени, в зависимо­ сти от полноты Освещения данного вопроса в литературе.

Одна из отмеченных выше особенностей задач выбора заключается в том, что в постановке многих из них альтерна­ тивы не заданы, а только подразумеваются или охарактери­ зованы общими понятиями. Предполагается, что на перечис­ ленные и другие возникающие вопросы должен найти ответ тот, кто решает задачу.

У большинства специалистов выбор исходного множе­ ства альтернатив (ИМА) обычно не вызывает больших за­ труднений. Сложнее обстоит дело с выделением входных параметров, то есть факторов, непосредственно влияющих на выбор и принятие решения, и установлением связей между выходными и входными параметрами. Поскольку в задачах выбора все или часть параметров имеют нечисловую форму, связи между параметрами нельзя представить в виде матема­ тических зависимостей. Обычно они имеют форму предло­ жений предметно-ориентированного языка, фиксирующих сведения о том, что при таком-то сочетании влияющих фак­ торов наилучшей является такая-то альтернатива. Такие све­ дения являются неполными, они охватывают не все возмож­ ные сочетания значений факторов, а лишь отдельные из них. В свою очередь это обусловлено тем, что информация о свя­ зях между параметрами устанавливается опытным путем.

Сама процедура поиска и сбора информации, ее эффектив­ ность зависят от наличия источников информации и опыта спе­ циалистов. Применительно к сварочному производству инфор­ мация извлекается из триады: литература - данные о сварной конструкции - условия производства конструкции. Основная часть трудозатрат приходится на работу с литературой.

Методика поиска и просмотра литературы общеизвестна

ине требует особых комментариев. Схематично ее можно представить в виде блок-схемы на рис. 2. Полнота извлече­ ния данных зависит главным образом от опыта специалиста

иналичия литературы.

Конец )

Рис. 2. Основные процедуры сбора информации при решении задачи