Информационная модель для поддержки принятия решений оператором-руководителем

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

-? ?-
Розглядаеться задача формалiзацii про-цесу ттерактивно1 взаемодй оператора-KepieHUка полiергатичних систем з ттелек-туальною системою тдтримки прийняття ршень. Розроблена тформацшна модель для кepiвника, що надае йому тформацшну тдтримку при ухваленш ршення про закpi-плення функцш за операторами
Ключовi слова: тформацшна модель, опepатоp-кepiвник, ттерфейс, запит, предикат
?-?
Рассматривается задача формализации процесса интерактивного взаимодействия оператора-руководителя полиэргатических систем с интеллектуальной системой поддержки принятия решений. Разработана информационная модель для руководителя, предоставляющая ему информационную поддержку при принятии решения о закреплении функций за операторами
Ключевые слова: информационная модель, оператор-руководитель, интерфейс, запрос, предикат
?-?
The problem of the formalization process interactive operator-manager with decision support system. Develop information model for the head. Information model of providing information support to the head when making decisions on consolidation of functions for the operators
Keywords: information model, operatormanager, interface, a query predicate -? ?-
УДК 658.5. 011. 56
информационная модель для поддержки
принятия
решений оператором-руководителем
Е.А. Лавров
Доктор технических наук, профессор Национальный университет биоресурсов и природопользования г. Киев
Контактный тел.: 050−691−37−33 E-mail: prof_lavrov@mail. ru
Н.Б. Пасько
Старший преподаватель Кафедра кибернетики и информатики Сумской национальный аграрный университет
г. Сумы
Контактный тел.: 050−603−06−74 E-mail: pasko_nb@mail. ru
1. Введение
Несмотря на широкое внедрение средств автоматизации, телекоммуникации, разного рода интеллектуальных систем, «человек был, остается и будет в дальнейшем центральной фигурой в процессах труда, в том числе в будущих автоматизированных системах» [1]. По мере увеличения степени автоматизации, он переходит на более высокий уровень руководства, на нем замыкается значительное число информационных потоков, в результате чего резко возрастает цена его ошибки. Это обстоятельство приводит к тому, что актуальными являются вопросы обеспечения надежности деятельности оператора — руководителя (ОР) в человеко-машинных системах (ЧМС) и своевременности принятия им решений [3]. Одной из задач, которую приходится решать оператору-руководителю ЧМС, является задача закрепления конкретных функций за конкретными операторами полиэргатических
систем. В общем виде задача распределения функций между операторами сформулирована в [1,2]. Исходя из занятости операторов, на основе анализа их индивидуальных особенностей, руководитель должен иметь возможность оценить эффективность решений по закреплению за ними поступившей заявки на выполнение функции. Особенно это становится актуальным в системах, допускающих возникновение заявок на решение некоторых задач в случайные моменты времени. В таких условиях существует проблема быстрого поиска требуемой информации и представление ее в том виде, в котором она нужна для лица, принимающего решение.
2. Анализ проблемы и постановка задачи исследования
В соответствии с основной функцией, выполняемой человеком-оператором, ОР управляет не техниче-
скими компонентами системы или машины, а другими людьми [8], и в своей деятельности должен учитывать не только возможности и ограничения машинных компонентов системы, но и в полной мере особенности подчиненных — их возможности и ограничения. состояния и ограничения, состояния и настроения. В работе [4] рассмотрены подходы к организации интеллектуальной системы поддержки принятия решений (ИСППР) о закреплении функций за операторами автоматизированных систем. Вопросы разработки и интеграции в предложенную систему программных комплексов генерации и оценки алгоритмов функционирования ЧМС и условий труда рассмотрены в работах [5,6,7].
Целью настоящей статьи является разработка информационной модели для руководителя, предоставляющей ему поддержку при принятии решений о закреплении функций.
3. Содержательный анализ задачи
Исследуемые полиэргатичекие системы (ПЭТС) допускают возникновение заявок на решение некоторых задач в случайные моменты времени. ОР обязан идентифицировать заявку. Для этого необходима информация о том, отвечает ли тип заявки функциональному назначению хотя бы одной локальной эрготехни-ческой системы (ЛЭТС), входящей в состав ПЭТС, не возникала ли такая заявка ранее, приоритет заявки по сравнению с уже выполняемыми функциями, время выполнения заявки.
Учитывая, что на некотором временном отрезке операторы ЛЭТС уже закреплены за выполнением определенного множества функций, ОР должен иметь информационную модель (ИМ) текущего состояния системы на произвольный момент времени. Компоненты И М должны отображать информацию о множестве свободных и занятых операторов на данный момент времени, о множестве операторов, находящихся в состоянии планового перерыва. Кроме этого, ИМ должна предоставлять ОР информацию по каждому конкретному оператору о том, в какие моменты времени оператор занят выполнением уже запланированных функций, на какие дальнейшие моменты времени оператору поступят следующие регламентные функции, какие приоритеты имеют указанные функции. Исходя из занятости операторов, на основе анализа их индивидуальных особенностей, руководитель должен иметь возможность оценить закрепление за ними поступившей к реализации заявки на выполнение функции. Отсюда следует такое требование к ИМ, как возможность отображать показатели качества алгоритмов функционирования (АФ) выполнения регламентных и случайных задач, а значит, и наличие интерфейса к оценочным программным модулям [5,6,7].
Таким образом, видим, что множество вопросов, генерируемых ОР, вместе с возможными ответами определяют содержание ИМ.
Учитывая многообразие вопросов, на которые должен получить ответ ОР при решении им задачи распределения функций между операторами (Оп) ПЭГТС, сгруппируем вопросы по типам (фрагмент типов запросов приводится в табл. 1).
Таблица 1
Типы запросов оператора — руководителя о текущем состоянии системы (фрагмент)
№ п/п Тип запроса Обозначение типа запроса
1 По конкретному оператору Ztip1
2 На заданный момент времени Ztip2
3 По плановым перерывам Ztip3
4 Приоритет выполняемых функций Ztip4
5 Степень подготовленности оператора Ztip5
6 Операторы, свободные в заданное время Ztip6
7 Операторы, время занятости которых истекает до начала выполнения поступившей заявки Ztip7
8 Свободный оператор, обеспечивающий максимальную вероятность безошибочного выполнения поступившей заявки (без изменения режима выполнения плановых функций) при ограничении на вероятность ее своевременного выполнения (при одном типе нарушений результатов выполнения заявки) Ztip8
9 Оператор (включая занятых), обеспечивающий максимальную вероятность безошибочного выполнения поступившей заявки (при условии переноса плановых заявок) при ограничении на вероятность ее своевременного выполнения (при одном типе нарушений результатов выполнения заявки) Ztip9
10 Типы возможных нарушений результатов выполнения конкретных заявок Ztip10
11 Размеры ущерба от возможных нарушений результатов выполнения конкретных заявок каждого типа Ztip11
12 Свободный оператор, обеспечивающий минимальную вероятность ущерба от возможных нарушений результатов выполнения поступившей заявки (без изменения режима выполнения плановых функций) при ограничении на вероятность ее своевременного выполнения (при нескольких типах нарушений результатов выполнения заявки) Ztip12
13 Оператор (включая занятых), обеспечивающий минимальную вероятность ущерба от возможных нарушений результатов выполнения поступившей заявки (при условии переноса плановых заявок) при ограничении на вероятность ее своевременного выполнения (при нескольких типах нарушений результатов выполнения заявки) Ztip13
В табл. 2 приведем примеры возможных вопросов. Чтобы объединить в одном объекте содержание вопроса, задаваемого ОР и содержание ответа на него, полученного от системы, согласно терминологии автоматизированных систем, вместо понятия «вопрос» используем понятие «запрос».
По каждому запросу в табл. 2 укажем тип запроса (обозначение и название), содержание запроса, критерий запроса, параметры запроса, структуру ответов, наличие обращения к оценочным программным модулям систе-
мы. Критерии запросов имеют вид логических выражений, параметры запросов — перечень информационных единиц, значения которых необходимо отобразить объектами ИМ. В колонке «Структура ответов» табл. 2 указывается, из каких информационных единиц (реквизитов, списков, множества записей и др.) состоит результат запроса ОР, представляемый элементами ИМ, в колонке «Оценка АФ» — название программного модуля, к которому обращается система для выполнения запроса.
Приведенный в табл. 1 и 2 перечень запросов может быть дополнен элементами (как новым типом запроса, так и самим запросом).
Анализ приведенного перечня запросов позволил сформировать некоторые требования к ИМ:
Примеры запросов оператора-
2. ИМ должна позволять оценивать вероятностные характеристики выполнения поступающих заявок различными операторами, исходя из логико-функциональных связей между отдельными операциями и параметров операторов.
4. разработка информационной модели для оператора-руководителя
Информационную модель для оператора-руководителя ПЭТС при решении им задачи закрепления поступившей функции между операторами определяем как организованную по определенным правилам совокуп-
Таблица 2
, ителя о текущем состоянии системы
№ п/п Тип запроса (обозначение) Примеры запросов
Содержание Критерий Параметры Структура ответа Оценка АФ
1 Ztip1 В какие моменты времени оператор i занят выполнением уже запланированных функций Код оператора = Код оператора, ФИО оператора, время начала, время конца выполнения функции, название функции Множество записей, упорядоченных по атрибуту время начала выполнения функции, таких, что атрибут код оператора совпадает из заданным i
2 Ztip2 Какие операторы свободны от выполнения функций на момент времени ^ ^& gt-время конца выполнения функции И ^& lt-время начала выполнения функции Код оператора, ФИО оператора Список операторов
3 Ztip6 Множество свободных Оп, таких, что при поступлении заявки к-го типа в момент времени ^ он будет свободен в течении времени, равного математическому ожиданию времени выполнения заявки (Мк) Мк& lt-=(время конца выполнения функции — время начала выполнения функции) И ^ & gt- время конца выполнения функции И ^ & lt- время начала выполнения функции Код оператора, ФИО оператора, Мк, (время конца выполнения функции -время начала выполнения функции) Множество записей, содержащих значения параметров запроса Модуль оценки АФ
4 Ztip8 Какой из свободных на момент времени ^ Оп, обеспечивает максимальную вероятность безошибочного выполнения поступившей заявки (без изменения режима выполнения плановых функций) при ограничении на вероятность ее своевременного выполнения ^ & gt- время конца выполнения функции И время начала выполнения функции Код оператора, ФИО оператора, показатели качества выполнения оператором поступившей функции Запись, содержащая значения параметров запроса Модуль оценки АФ, Модуль оптимизации
1. ИМ рабочего места ОР должна позволять проводить анализ в разных разрезах комплексной модели текущего состояния операторов системы. Для информационного обеспечения модели текущего состояния операторов необходим ряд других локальных системных моделей, структуру которых далее обоснуем.
ность информации о состоянии и функционировании локальных ЭТС, входящих в состав данной системы. ИМ является для ОР источником информации, на основании которой он формирует образ реального состояния системы на заданный момент времени, проводит оценку закрепления за операторами поступившей
к реализации заявки на выполнение функции, генерирует допустимые и выбирает оптимальный вариант.
Исходя из анализа в п. 3 функций ОР, множества запросов ОР к ИСППР и требований, сформированных к ИМ, представляем ИМ оператора-руководителя ПЭТС как множество пар вида:
ИМ = ШТЦ| i=1,2,…, 13,… >-,
(1)
РЦ3 — предикат: «Значение объекта системы ОЬЦ3 соотносится к значению заданной константы Valkijs через операцию сравнения Srijs».
Poijm — предикат: «Значение объекта системы Obdijn соотносится к значению заданной константы Valoijm через операцию сравнения Srijm».
udij, иЦ, uoij — количество предикатов, объединяемых через операции дизъюнкции, конъюнкции и отрицания, соответственно-
Sr — множество операций сравнения («равно», «больше», «меньше» и др.):
Sr = {=- & lt-- & gt-- & gt-- & lt-}.
Множество элементов интерфейса с программными модулями для реализации запросов ьго типа ШТ^ указанное в формуле (1), зависит от программной среды, в которой реализована ИСППР. Учитывая объектно-ориентированный, оконный характер современного программного обеспечения, а также распределенную обработку информации, такими элементами могут быть экранные формы, команды строчных и контекстных меню, командные кнопки, списки и другие элементы управления. За элементами управления закреплены процедуры обработки информации, выполнение которых инициирует ОР. Для выполнения запроса с номером 4, приведенного в табл. 2, например, необходимо инициировать выполнение модуля оценки АФ и модуля оптимизации. Тогда множество ШТ. можно уточнить следующим способом:
ШТ = SetWindij-{TipEijn-NameEijn- SetEijn}| п=1,2,., к)}|)=1,2… ш)>-, (4)
где: Windij — ] -е окно для запроса типа г,
SetWindij — назначение ] - го окна для за-Zij={Ztipij-Prij- ZNameij- {х^}| Ь=1,2,. к!5- {Answerijl}| 1=1,2,…, Ш)}, (2) проса типа i-
TipEijn — тип п-го элемента управления ]
где: Ztipij — тип запроса-
где: Zi — множество запросов ьго типа- INTi — множество элементов интерфейса с программными модулями для реализации запросов ьго типа.
Символ «многоточие» в формуле (1) после числа «13» означает, что перечень типов запросов (табл. 1) можно дополнять новыми элементами.
Уточним состав каждого из структурных элементов формулы (1).
Для того чтобы раскрыть содержание запроса, необходимо указать его тип, критерии для поиска необходимой информации, перечень атрибутов, значения которых нужно знать в данный момент ОР, а также указать, в каком виде получит ответ ОР. Критерии (или правила) поиска информации будем задавать атомарными формулами логики предикатов. Предикаты в правиле объединяются операциями конъюнкции (обозначение — л), дизъюнкции (обозначение — V) и отрицания (обозначение -I)
В табл. 2 приведены примеры некоторых типов запросов. Тогда структуру любого (будем обозначать через индекс «д») запроса ь го типа в общем виде можно представить следующим образом:
Ргщ — правило запроса в логическом представлении-
ZNameij — содержание (текст) запроса-
Х) — атрибут, значение которого необходимо отобразить-
Ц — количество атрибутов, отображаемых ] - м запросом i — го типа-
Answerijl — структурный элемент ответа ] - го запроса i — го типа-
ту — количество структурных элементов ответа.
Правило запроса в логическом представлении будет иметь вид:
Ргу = {(V Pdijn (Obdijn, Valdijn, Srijn)| п=1,2,. ^у)-(3)
(л РЦ3(ОЬЦ3, Valdijs, Srijs)| 8=1,2,… иЦ) —
(- РОут (ОЬОут, ValOijm, Srijn)| Ш=1,2,… иОу)}
— го окна для запроса типа ц
NameEijn — название п-го элемента управления)-го окна для запроса типа ц
SetEijn — назначение п-го элемента правления)-го окна для запроса типа ц
к| - количество элементов управления ] - го окна для запроса типа I
Для информационного обеспечения полученной таким образом ИМ необходим ряд локальных системных моделей, позволяющих формализовать объекты исследуемой ПЭТС.
Среди них: компонентно-системная, компонентно-элементная, компонентно-функциональная, компонентно-режимная, компонентно-квалитетная структуры [1]. Особую важность для данной задачи имеют:
1. Модель плановой занятости операторов:
Первую часть формулы составляют предикаты, объединяемые операцией дизъюнкции, вторую — операцией конъюнкции и третью — операцией отрицания.
Объясним остальные операнды формулы (3). Здесь: Pdijn — предикат: «Значение объекта системы
Obdijn соотносится к значению заданной константы
Valdijn через операцию сравнения Srijn».
МР1 =& lt- {LETSi-OPi-{Fplij-TNij-TKij-TFij-PRij}|)=1,2… Ш- }| i=1,2… Ko>-, (5)
где: LETSi — i-я локальная ЭТС- OPi — i-й оператор- Fplij —)-я плановая функция i -го оператора- TNij, ТКщ, TFij — время начала выполнения, время конца выполнения, фактическое время выполнения)-й плановой функцииго оператора, соответственно- PRij — приоритет)-й плановой функцииго оператора- mi — количество плановых функцийго оператора- К0 — количество операторов.
2. Профессионально-морфологическая модель, описывающая подготовленность операторов к выполнению задач разных типов:
MPRO=& lt-{OPi-{Fplij-Mvypij-Pvypij-SNaprij-DrPij}tj=1,2^mi
где: OPi — i -й оператор- Fplij — ]-я плановая функция 1-го оператора- Mvypij — мотивация к выполнению ]-й плановой функции 1-м оператором- Pvypij — подготовленность к выполнению ]-й плановой функции 1-м оператором- SNaprij — совпадение профиля деятельности с направлением ]-й плановой функции 1-го оператора- DrPij — другие преимущества 1-го оператора при выполнении ]-й плановой функции- mi — количество плановых функций 1-го оператора- Ко — количество операторов.
3. Модель, характеризирующая надежность выполнения операций каждым оператором:
MNVO = & lt-{ОРь {Орегайо^- Pij- Mij- Dij}|j=1,2… }| i=1,2
где: OPi — i-й оператор- Operationij — ]-я операция, выполняемая 1-м оператором- Р^ - вероятность безошибочного выполнения ]-й операции 1-м оператором- Mij — математическое ожидание времени выполнения ]-й операции 1-м оператором- Dij — дисперсия времени выполнения ]-й операции, 1 -м оператором.
К0 — количество операторов. Количество операций не ограничивается.
4. Модель, описывающая индивидуальные алгоритмы выполнения каждым операто-}| МД. Жо^ (6) ром каждого типа заявки:
Данная модель разработана в общем виде для АФ ЧМС и представлена в работах [5,7]. Основой для построения модели является аппарат функциональных сетей функционально-структурной теории эрготехнических систем школы проф. А.И. Гу-бинского.
Выводы
Разработана информационная модель для оператора-руководителя ПЭТС, создающая основу для автоматизации процесса предоставления ОР информационной поддержки на этапе разработки ИСППР, К0& gt- (7) и формирования необходимой информации при принятии ОР решения о закреплении за конкретными операторами поступивших к реализации заявок на выполнение функций на этапе эксплуатации системы. Отсутствие подобной системы в условиях информационной напряженности и дефицита времени не позволяет оператору-руководителю оценить последствия назначений и выбрать оптимальный вариант.
Литература
1. Информационно-управляющие человеко-машинные системы: Исследование, проектирование, испытания: Справочник/ Адаменко А. Н., Ашеров А. Т., Лавров Е. А. и др. под общ. ред. Губинского А. И. и Евграфова В. Т. — М.: Машиностроение, 1993.
— 528с.
2. Лавров Е. А. Методы и средства эргономического проектирования автоматизированных технологических комплексов. — Авто-
реферат дисс. на соиск. ученой степени докт. техн. наук. — Сумы, 1996. — 32с
3. Сердюк С. М. 1нтелектуальна тдтримка оператора-керiвника// Вюник Сумського Нащонального аграрного ушверситету. Се-
рiя & quot-Мехашзащя та автоматизащя виробничих процеав& quot-. Випуск 1(16), 2007, с. 64−69
4. Е. А. Лавров, Н. Б. Пасько. Подход к поддержке принятия решений о распределении функций между операторами АСУ// Вос-
точно-Европейский журнал передовых технологий. Сер. Системы управления. — Харьков, 2008 — 2/2 (32) — 2008. — С. 63−67.
5. Лавров Е. А., Пасько Н. Б. Excel — технология эргономического моделирования дискретных человеко-машинных систем/ Вюник
Сумського нащонального аграрного ушверситету. Серiя & quot-Мехашзащя та автоматизащя виробничих процеав& quot-. — Суми: СНАУ, 2008. — Вип. 1(17). — С. 82−94.
6. 6.А. Лавров, Н. Б. Пасько. 1нформацшна технолопя ощнки умов пращ людини-оператора в автоматизованих системах// Вю-
ник Сумського нащонального аграрного ушверситету. Серiя & quot-Мехашзащя та автоматизащя виробничих процеав& quot-. — Суми: СНАУ, 2009 — Вип. 1(18). — С. 84−95.
7. Lavrov E., Pasko N. Ergonomie support activities. Decision support system for operator-leader// Materials International Scientific
Conference & quot-UNITECH '-09& quot- is organized by the Technical University of Gabrovo under the motto, 20−21 November 2009, Gabrovo, Bulgaria. — Gabrovo: University Publishing House & quot-V. APRILOV"-, 2009. — T. 3. — Р. р 175−180
8. Ашеров А. Т., Капленко С. А., Чубук В. В. Ергономша шформацшних технологш: Навч. Поабник, — Харгав: Вид. ХДЕУ, 2000.
— 224 с. Укр. Мов.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой