- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. МУЛЬТИАГЕНТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОПЕРАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССОВ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
- •1.1. Проблема управления процессами динамического распределения ресурсов в открытых системах
- •1.2. Мультиагентные системы
- •1.2.1 Общая характеристика интеллектуальных агентов
- •1.2.3 Модель реализации ПВ-сети
- •1.3. Принципы построения мультиагентных систем
- •1.3.1. Основные компоненты архитектуры открытых мультиагентных систем поддержки принятия решений
- •1.3.2 Методы и средства построения онтологий
- •1.3.2.1 Определение понятия онтология
- •1.3.3. Виртуальный мир ПВ-сетей для поддержки принятия решений
- •1.3.4. Специализированные компоненты для работы в ОМАС ППР
- •1.3.4.1. Алгоритм работы машины принятия решений
- •2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ОМАС ППР
- •2.1. Конструктор онтологий
- •2.1.1. Структура конструктора онтологий
- •2.1.2. Назначение конструктора онтологий
- •2.1.3. Интерфейс конструктора онтологий
- •2.1.3.1. Общая структура экрана конструктора онтологий
- •2.1.3.2. Основные меню интерфейса конструктора онтологий
- •2.1.3.3. Панель инструментов конструктора онтологий
- •2.1.3.4. Редактор свойств конструктора онтологий
- •2.1.3.5. Просмотр онтологии как семантической сети
- •2.2. Исполняющая система
- •2.2.1. Интерфейс исполняющей системы
- •2.2.1.1. Общая структура экрана исполняющей системы
- •2.2.1.2. Основные меню интерфейса исполняющей системы
- •2.2.1.3. Панель инструментов интерфейса исполняющей системы
- •2.2.2. Интерфейс физического и виртуального мира
- •2.2.2.1. Окна физического и виртуального мира
- •2.2.2.2. Инспектор агентов
- •2.2.2.2.1. Иерархическое дерево отношений между объектами сцены
- •2.2.2.2.2. Закладка свойств объекта
- •2.2.2.2.3. Закладка Agent Folder
- •2.2.2.3. Системный лог
- •2.2.2.3.1. Поля окна Central Log
- •2.2.2.3.2. Описание всплывающего меню
- •2.2.2.3.3. Краткое описание системных сообщений
- •2.3. Контрольные вопросы
- •3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
- •3.1. Цели и задачи лабораторного практикума
- •3.2. Содержание лабораторного практикума
- •4. ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОНТОЛОГИИ В РАЗЛИЧНЫХ ОБЛАСТЯХ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СФЕРЫ
- •4.1. Использование онтологии в банковской сфере: «Ипотечное кредитование»
- •4.1.1. Постановка задачи
- •4.1.2. Решение задачи
- •4.2. Использование онтологии в кадровой службе: «Подбор персонала»
- •4.2.1. Постановка задачи
- •4.2.2. Решение задачи
- •4.3. Использование онтологии в университете: «Приемная кампания»
- •4.3.1. Постановка задачи
- •4.3.2. Решение задачи
- •4.4. Использование онтологии в туристической фирме: «Выбор тура»
- •4.4.1. Постановка задачи
- •4.4.2. Проектирование дескриптивной онтологии
- •4.4.3. Проектирование онтологии мира заказов и ресурсов
- •4.4.4. Создание онтологической сцены
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •ГЛОССАРИЙ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
3.1. Цели и задачи лабораторного практикума
Основная цель лабораторного практикума:
•Изучение мультиагентного подхода к решению задач, связанных с динамическим распределением ресурсов в условиях неопределенности спроса и предложения.
•Освоение принципов построения баз знаний (онтологий) открытых мультиагентных систем для различных предметных областей.
•Приобретение навыков построения мультиагентных систем «распределенного интеллекта», агенты которых способны к переговорам и принятию согласованных решений.
Основные задачи лабораторного практикума:
•Изучение базовых понятий, определяющих особенности мультиагентного подхода к проектированию программного обеспечения.
•Изучение принципов построения мультиагентных систем, предназначенных для изучения динамики функционирования сложноорганизованных систем.
•Освоение онтологического подхода к описанию знаний о структуре и алгоритмах функционирования сложноорганизованных систем.
•Практическое освоение инструментальных средств разработки мультиагентных приложений.
•Освоение приемов конструирования онтологий в различных предметных областях с помощью конструктора онтологий.
•Практическое освоение технологии моделирования процессов взаимодействия между объектами в среде открытой мультиагентной исполняющей системы:
–работа с онтологией, включая обновление онтологии «на лету», в ходе моделирования;
–выполнение потоковых вычислений, т.е. расчетов необходимых параметров «на лету», непосредственно в процессе моделирования,
–выполнение матчинга (предварительного выбора возможных вариантов решений);
–принятие решений на основе возможных вариантов;
–пересмотр решений в ходе работы.
•Освоение более сложных технологий принятия решений (простые ресурсы и заказы с односторонней активностью – двусторонняя активность – разделяемые ресурсы и заказы).
•Анализ различных ситуаций, возникающих при решении задач динамического распределения ресурсов.
47
3.2. Содержание лабораторного практикума
Лабораторный практикум предусматривает освоение инструментальных средств разработки мультиагентных приложений компании Magenta Development [6,7].
Лабораторный практикум включает серию работ, посвященных изучению различных аспектов применения онтологий и мультиагентного подхода для поддержки процессов принятия решений при расчете параметров самолета:
1.Использование онтологии при выборе самолета под заданное техническое задание [8].
2.Использование онтологии при выборе удельной нагрузки на крыло [9].
3.Использование онтологии при выборе потребной тяговооруженности самолета [10].
4.Использование онтологии при выборе двигателя для проектируемого самолета [11].
5.Логистика воздушного флота [12].
Разработке тактико-технических требований (ТТТ) к проектируемому самолету предшествует весьма важный и трудоемкий комплекс предварительных исследований, называемый анализом проектной ситуации, который основывается на изучении статистического материала. Статистика позволяет проследить историю развития самолетов данного типа, установить численные значения основных параметров и летно-технических показателей этих самолетов и выявить тенденции их дальнейшего развития.
Статистические таблицы, составляемые при разработке нового самолета, содержат сведения об основных характеристиках и параметрах самолетовпрототипов, идентичных по назначению и условиям применения проектируемому самолету, и имеющих примерно одинаковые с ним целевую нагрузку и дальность полета.
При отборе самолетов для включения в статистику следует иметь в виду, что летные характеристики и относительные параметры самолетов не очень сильно зависят от их абсолютных размеров и масс. Это позволяет включать в статистику прототипы, которые по массе целевой нагрузки, дальности полета могут существенно (до 30-40%) отличаться от показателей проектируемого самолета. Это расширяет возможности для сбора статистического материала.
ТТТ к проектируемому самолету определяют основные цели и задачи его создания, условия его применения, задают потребные значения основных параметров и характеристик самолета, намечают условия его производства и эксплуатации.
Все требования к проектируемому самолету подразделяются на две группы. Во-первых, составляется перечень основных, наиболее важных для данного самолета требований, носящих качественный характер, без указания каких-либо численных их значений. И, во-вторых, задаются количественные требования с указанием численных значений или ограничений для летнотехнических параметров и характеристик – летно-технические требования.
48
Основные характеристики самолетов-прототипов, а также требования к проектируемому самолету могут быть описаны в виде онтологии. При этом проектируемый самолет следует рассматривать как проект или заказ, а самолеты-прототипы, характеристики которых указаны в базе данных, – как ресурсы. На основании результатов процесса поиска взаимного соответствия между заказом и ресурсами (матчинга) принимаются или пересматриваются решения о бронировании или освобождении ресурсов (т.е., устанавливаются связи между заказом и адекватными ему ресурсами). Тем самым выполняется подбор самолетов-прототипов, чьи характеристики отвечают ТТТ к проектируемому самолету.
Цель лабораторных работ №1-№4 – разработка мультиагентных приложений, реализующих возможности матчинга для решения задач расчета и выбора характеристик самолета. В процессе выполнения лабораторных работ №1-№4 решаются следующие задачи:
•Освоение инструментов, предоставляемых конструктором онтологий и исполняющей системой.
•Освоение приемов проектирования дескриптивной онтологии и онтологии мира заказов/ресурсов.
•Освоение приемов программирования скриптов для принятия решений в процессе одностороннего и двустороннего матчинга.
•Освоение приемов конструирования и моделирования онтологической сцены.
•Изучение матчинга между агентами заказов/ресурсов и процесса принятия решения агентом заказа по резервированию агента ресурса.
Цель лабораторной работы № 5 – разработка мультиагентных приложений, реализующих механизм принятия решений в открытых мультиагентных системах с разделяемыми ресурсами. В процессе выполнения лабораторной работы № 5 решаются следующие задачи:
•Освоение инструментов, предоставляемых конструктором онтологий для проектирования разделяемых ресурсов.
•Освоение приемов проектирования разделяемых ресурсов, а также определения их свойств в онтологии мира заказов/ресурсов.
•Освоение приемов конструирования и моделирования онтологической сцены с использованием разделяемых ресурсов.
•Изучение матчинга между агентами заказов/ресурсов и процесса принятия решения агентом заказа по резервированию агента разделяемого ресурса.
По каждой лабораторной работе подготовлены и изданы методические указания, подробно описывающие порядок выполнения работ, а также индивидуальные задания [8-12]. При выполнении индивидуального задания рекомендуется совмещать его содержательную часть с одновременно изучаемым курсом «Механика транспортных систем», в котором рассматриваются вопросы проектирования самолета предметно, и студентам также выдаются индивидуальные задания.
49