Введение

Задача оптимального проектирования человеко-машинных систем является достаточно сложной проблемой. Для ее решения используются различные подходы и соответствующие им программные системы. Одной из таких систем является Гибридная Экспертная Система (ГЭС) ИНТЕЛЛЕКТ-3. Основное назначение ГЭС ИНТЕЛЛЕКТ-3 – оптимальное проектирование процессов функционирования человеко-машинных систем.  В ней пользователю необходимо самостоятельно задавать альтернативные процессы функционирования человеко-машинной системы в форме логико-временной последовательности выполнения операций («рабочие» операции, операции контроля) [1,2,3]. Данная система может применяться в производстве, для определения оптимального выполнения тех или иных задач. Процесс задания альтернатив в данной системе – трудоемкий процесс. В связи с этим, весьма актуальной является задача уменьшения трудоемкости данного процесса посредством автоматической генерации альтернатив. В данной работе рассматривается один из частных случаев решения указанной задачи.

Формальное описание постановки задачи

 – множество абстрактных операций, отличающихся друг от друга уникальным именем  (или номером), n – общее количество операций.

  бинарное отношение на множестве  «следует за» (за операцией  следует операция), задает отношение последовательности на множестве .

Определим последовательно – параллельную структуру (алгоритм) выполнения операций процесса функционирования человеко-машинных систем. Для этого, необходимо разбить множество  на  попарно непересекающихся подмножеств  таких, что каждый элемент из   принадлежит только одному из этих подмножеств: , где   m – количество подмножеств множества P;                                           (1)

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5).

Будем стремиться максимально распараллелить последовательно-параллельный алгоритм (1), что соответствует минимально возможному значению (удовлетворяющему от 1) до 5)):     .                              (2)

Рассмотрим  на примере последовательно-параллельную структуру: . Здесь: ; ; - вторая операция, следующая после первой;   - параллельные операции, т.е. могут выполняться одновременно, после выполнения первых двух операций; ;  - параллельные операции.

Алгоритм генерации представления процесса в виде последовательно-параллельных соединений операций

Введем квадратную матрицу для отношения - , где   и .  Данная матрица является матрицей смежности. На ее основе найдем матрицу достижимости , где , . Для удобного представления и минимизации памяти представим матрицу  совокупностью списков , где :  .                                                                             (3)

Определение 1:  и  - могут быть параллельными и .

Алгоритм генерации процесса представления процесса в виде последовательно- параллельных соединений:

НАЧАЛО

ШАГ 1: все операции параллельны,

ШАГ 2:  ЦИКЛ ДЛЯ

ЕСЛИ   и , оставляем операции в подмножестве  ИНАЧЕ

ЕСЛИ  - запоминаем вершину,,

ИНАЧЕ ЕСЛИ   - запоминаем вершину ,

КОНЕЦ ЦИКЛА

ШАГ 3: Формируем из полученного списка отдельно вынесенных вершин новое подмножество: ,

ШАГ 4: Переходим на ШАГ 2 ПОКА не просмотрены все операции

ШАГ 5: Соединяем получившиеся подмножества в последовательно-параллельную структуру:.

КОНЕЦ

Заключение

Выполнена программная реализация алгоритма генерации последовательно-параллельных соединений, интегрированная в систему ИНТЕЛЛЕКТ-3. Представление последовательно-параллельных соединений основано на представлении процесса в системе ИНТЕЛЛЕКТ-3, а именно в виде альтернативного графа.

Описанный метод генерации процессов функционирования позволяет пользователю автоматически получить представление процесса (или отдельной его части) в виде последовательно-параллельного алгоритма, включая добавление в него операции функционального контроля. Кроме того, разработанный алгоритм позволяет максимально распараллеливать операции для уменьшения времени, затрачиваемый на рассматриваемый пользователем процесс и учесть лицо, которое выполняет ту или иную операцию (а также его характеристики, например стаж, образование, пол и т.д.),  исключая ситуации распараллеливания операций, если их выполняет одно и тоже лицо.

[1] Гриф М.Г. Современные методы проектирования ИУС // Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 84 с.

[2] Гениатулина Е.В., Гриф М. Г. Методы формирования множества альтернатив процесса функционирования человеко-машинных систем // Системный анализ в проектировании и управлении: Труды XII Междунар. науч.-практич. конф. Ч. 1. СПб., Изд-во Политехн. ун-та, 2008. – С.148 – 150

[3] Гениатулина Е.В. Представление данных в интеллектуальных системах, усеченно-естественный язык: Материалы девятой международной научно-методической конференции. Информатика: проблемы, методология, технологии Т1. Воронеж,Воронежский государственный университет, 2009, С.202-106