Интеллектуализация проектирования инновационной деятельности строительных предприятий
В общем смысле понятие "проектирование" можно определить как решение конкретной инженерной задачи на основе накопленного опыта и существующих технологических возможностей материальной реализации этого опыта. Как правило, результатом проектирования является различного рода документация: конструкторская, технологическая и т.д., т.е. бумажные документы, которые и с внедрением компьютерных технологий проектирования остаются конечной его целью, хотя это уже и не отвечает потребностям предприятий.
Современные интегрированные системы документооборота являются сложными программно-технологическими комплексами, предназначенными для организации хранения и передачи по сетям разнообразных структурированных данных, в том числе и текстовых документов в различных форматах. Сегодня конструкторско-технологическая подготовка производства — та же система документооборота, только более наукоемкая и требующая, помимо знаний информатики, овладения огромным количеством предметных дисциплин. Однако очень часто понятие "автоматизация конструкторско-технологической подготовки производства" сводится к известному словосочетанию "система автоматизированного проектирования" (САПР) в упрощенном его понимании - нужны системы получения чертежей, технологических процессов и управляющих программ. Предлагается связать универсальные средства через форматы и назвать это интегрированной системой.
Анализ широко распространенных на рынке систем автоматизированного проектирования (AutoCAD, CADdy, Компас, Adem и т.д.) показал, что они базируются на принципах геометрического моделирования и осуществляют переход от кульмана к компьютерному черчению, а не к компьютерному моделированию процесса проектирования. Инженерные знания и опыт, накопленные на предприятиях, такие системы оставляют вне компьютера.
Необходимость решения проблемы "интеллектуализации" САПР связана с тем, что человечество вступило в фазу создания информационного общества, где наибольшую ценность приобретают знания. Совокупность данных и знаний формирует информационные ресурсы, объем и качество которых будет определять конкурентоспособность не только предприятий, но и физических лиц. Есть основание полагать, что отношение объема активных информационных ресурсов (которые составляет информация, содержащая данные для автоматизированного хранения, поиска и методы их обработки) к общему объему национальных информационных ресурсов станет характеристикой эффективности использования последних и одним из существенных экономических показателей.
Возможности программных средств должны соответствовать потребностям данного рабочего места (профессиональным, функциональным и т.д.). Каждое рабочее место должно быть оснащено арсеналом средств, необходимых и достаточных для эффективного выполнения своих функций. В то же время опыт показывает, что это трудновыполнимо. Например, при проектировании насосной станции или технологического трубопровода нет необходимости в твердотельном моделировании. Нужны справочные и расчетные данные, вариантность выбора решений и т.п., а для оформления результата — обычная двумерная графика, чего не скажешь о проектировании пресс-форм. В идеале, для решения проблемы индивидуализации надо иметь возможность "отторгать" от любой существующей системы необходимые функции, с последующим их объединением в специализированные рабочие места. Фактически это означает разработку специализированного программного обеспечения традиционными средствами в каждом конкретном случае для решения конкретных задач проектирования, что далеко не всегда возможно в силу больших временных и финансовых затрат.
Поэтому в настоящее время весьма актуальна задача выработки новых подходов к созданию систем автоматизации процессов организационно-технологического проектирования в различных областях деятельности с использованием хорошо зарекомендовавших себя в практике технологий интеллектуальных систем, систем поддержки принятия решений, а также создания новых и выбора существующих технологических методов создания программного обеспечения для систем автоматизированного проектирования.
Определим понятие интеллектуального интерфейса как совокупности программных и аппаратных средств, обеспечивающих для конечного пользователя, не имеющего специальной подготовки по ПЭВМ, решение задач в сфере его профессиональной деятельности без посредников-программистов либо с их незначительной помощью.
Функционирование средств интеллектуального интерфейса основано на развитых методах работы со знаниями, под которыми будем понимать всю совокупность информации, необходимой для решения задачи. Система знаний должна быть организована в ПЭВМ таким образом, чтобы обеспечить взаимодействие с пользователем в системе понятий и терминов предметной области.
Знания о предметной области, организованные на основе тех или иных методов и средств представления знаний, называются моделью предметной области. Новый подход к проблеме организации взаимодействия конечного пользователя с ЭВМ существенно влияет на все виды работ по созданию, сопровождению и эксплуатации программных средств, исключая в большинстве случаев барьеры между конечным пользователем и компьютером. В итоге справедливо говорить о возникновении действительно новой технологии решения задач на ЭВМ — новой информационной технологии.
Успехи в области технологии взаимодействия конечных пользователей с ПЭВМ, интеграция быстро развивающейся техники ПЭВМ и средств связи знаменуются поразительными по скорости, содержанию и масштабности переменами в жизнедеятельности человеческого общества, получившими в совокупности название информатизации.
Информатизация — это, прежде всего, выявление, упорядочение в соответствии с определенными правилами и представление в ПЭВМ накопленных человечеством знаний с целью применения их для более качественного удовлетворения информационных потребностей пользователей. Знания всегда использовались и используются человечеством при выполнении любых функций. Причем сами знания как производительная сила или информационные ресурсы постоянно находятся в динамике в процессе познания мира человечеством. Они либо пополняются (накапливаются), либо уточняются (корректируются), либо просто передаются от одного источника (пользователя, документа) к другому с определенной целью. Значительной частью знаний обладают специалисты (эксперты) определенных предметных областей, другая часть знаний сосредоточена в различных документальных и иных информационных источниках. Деятельность людей — это процесс непрерывного использования тех или иных знаний. Естественно, при решении сложных задач возникает необходимость использования дополнительных знаний, согласования своих знаний и действий со знаниями и действиями других пользователей. В связи с этим возникает дефицит знаний, проблема формирования, концентрации, согласования и передачи их на рабочее место пользователя.
Человеческая деятельность по своей природе носит коллективный иерархический характер, требующий практически во всех ее сферах коммуникаций между территориально распределенными участками деятельности. С учетом этого повсеместное внедрение ПЭВМ в различные области деятельности не даст должного эффекта без их территориального взаимодействия, поскольку коллективная выработка решений, составление планов, координация требуют согласования, увязки и установления определенных ситуативных отношений между персональными базами знаний.
Отмеченные обстоятельства приводят к необходимости создания на базе ПЭВМ иерархии вычислительных сетей различных типов, отличающихся протяженностью (локальных, местных, региональных и др.). Особенностью функционирования этих сетей является иная организация информационного процесса, характерная для новой информационной технологии и работы со знаниями. С учетом отмеченных обстоятельств можно говорить о появлении нового класса сетей — интеллектуальных сетей ЭВМ, понимая под ними распределенные вычислительные сети, реализующие функционально полный набор автоматизированных информационных технологий для удовлетворения потребностей пользователей на основе интегральных возможностей средств вычислительной техники, сетей связи и искусственного интеллекта.
С.П.Шаронов, В.А.Грачев, А.С. Левачев, Ю.Н. Суховерхов (ЦНИИОМТП)
№11, 2006 20.12.2006