Мисник Богдан Вікторович Інтелектуальна мультиагентна технологія оптимізації функціонування підприємств галузі

brief description

Мисник Богдан Вікторович, старший викладач кафедри механіки, поліграфічних машин і технологій Черкаського державного технологічного університету: «Інтелектуальна мультиагентна технологія оптимізації функціонування підприємств галузі» (05.13.06 - інфор­маційні технології). Спецрада Д 26.001.51 у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка

Черкаський держаний технологічний університет
Міністерство освіти і науки України
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти і науки України
Кваліфікаційна наукова
праця на правах рукопису
МИСНИК БОГДАН ВІКТОРОВИЧ
УДК 004.942:338
ДИСЕРТАЦІЯ
ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА МУЛЬТИАГЕНТНА ТЕХНОЛОГІЯ ОПТИМІЗАЦІЇ
ФУНКЦІОНУВАННЯ ПІДПРИЄМСТВ ГАЛУЗІ
Спеціальність 05.13.06 – інформаційні технології
Інформаційні технології
Подається на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело.
____________________ Б.В. Мисник
Науковий керівник Снитюк Віталій Євгенович,
доктор технічних наук, професор
Київ - 2019

ЗМІСТ
стор.
Анотація 2
СПИСОК ПРИЙНЯТИХ СКОРОЧЕНЬ……………………………. 13
ВСТУП……………………………………………………………….. 14
1. ПРОБЛЕМА ІНФОРМАЦІЙНО-АНАЛІТИЧНОГО СУПРОВОДУ
ПРОЦЕСІВ СТВОРЕННЯ, ФУНКЦІОНУВАННЯ І РОЗВИТКУ
ГАЛУЗЕВОЇ СТРУКТУРИ ТА ЇХ ОПТИМІЗАЦІЇ………………… 20
1.1. Проблема оптимізації функціонування підприємств галузі в умовах ринкової економіки та конкуренції….………………………… 21
1.2. Концепція «штучного життя» як передумова об’єктно-орієнтованого підходу до моделювання штучних та природних систем…….. 25
1.3. Аналітичний огляд моделей, методів та інструментальних засобів
підтримки прийняття рішень в процесах супроводу виробничих
підприємств по етапах їх життєвого циклу….………………. 32
1.4. Аналіз методів відновлення відсутніх даних в базах знань……… 38
1.5. Постановка задачі і структурно-логічна схема дослідження……... 50
Висновки до розділу 1………………………………………………. 57
2. СТРУКТУРНІ ЕЛЕМЕНТИ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ФУНКЦІОНУВАННЯ ВИРОБНИЧИХ ПІДПРИЄМСТВ ТА ЇХ ПРЕДСТАВЛЕННЯ НА ОСНОВІ АГЕНТНО-ОРІЄНТОВАНОГО ПІДХОДУ………………………………………………………………….. 58
2.1. Формалізована постановка задачі дослідження…………………..… 59
2.2. Взаємодія підприємств як мультиагентна технологія........................ 63
2.3. Формалізація основних складових алгоритму моделювання діяльності виробничих підприємств………………………………….…… 66
2.4. Модель траєкторії функціонування підприємства галузі………..… 75
Висновки до розділу 2........................................................................... 79
3 МОДЕЛІ І МЕТОДИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ ЩОДО ОПТИМІЗАЦІЇ ПОКАЗНИКІВ ПІДПРИЄМСТВ ГАЛУЗІ…………………… 80
12
3.1. Особливості функціонування мультиагентної системи як моделі
функціонування підприємств галузі………………………………... 81
3.2. Метод формування агента та функціонування мультиагентної системи………………………………………………………..……… 86
3.3. Особливості ідентифікації показників ефективності підприємства.………………………………………………………………...……... 88
3.4. Моделі прийняття рішень і оптимізація показників діяльності підприємства…………………………………………………………. 91
3.5. Метод відновлення пропусків у даних на основі генетичного алгоритму……………………………………………………………….. 93
3.6. Особливості відновлення пропусків у даних на основі еволюційної
стратегії……………………………………………………….…. 98
Висновки до розділу 3………………………………………………. 101
4. ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА СИСТЕМА ПІДТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ВЕРИФІКАЦІЯ РЕЗУЛЬТАТІВ……………………………………………………………….… 102
4.1. Функціональна структура модульної взаємодії в системі підтримки
прийняття рішень…………………………………………………….. 103
4.2. Особливості формування баз знань при структурованому представленні інформації………………………………………………….….. 106
4.3. Аналіз результатів експериментів щодо верифікації методів відновлення даних для мультиагентної системи 125
Висновки до розділу 4………………………….………..………..….. 130
ВИСНОВКИ…………………………………………………………. 131
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………… 133
ДОДАТКИ…………………………………………………………….
Додаток А. Вихідні дані дослідження………………………………
Додаток Б. Алгоритм обчислення цільової функції у методі відновлення пропусків у таблицях даних……….……………………..
Додаток В. Акти впровадження……………………………………
147
147
149
150

bibliography

ВИСНОВКИ
Процеси прийняття рішень керівниками малих та середніх підприємств
щодо їх реорганізації, зокрема, модернізації, створення філій, ліквідації, перепрофілізації тощо відбуваються в умовах значної інформаційної невизначеності, що призводить до значних економічних втрат або зниження динаміки економічного росту.
У дисертаційному дослідженні розв’язана науково-прикладна задача, яка
полягає у розробці моделей, методів та інструментальних засобів підтримки
прийняття рішень щодо оптимізації функціонування підприємств галузі на основі інтеграції елементів еволюційної та мультиагентної парадигм, зокрема:
1. Виконаний аналіз процесів прийняття рішень на підприємствах галузі засвідчив їх неефективність не в останню чергу через майже повну відсутність інформаційно-аналітичного супроводу, незважаючи на істотну конкуренцію. Ідеї,
принципи, моделі, методи та інструментальні засоби підтримки прийняття рішень, які застосовуються для аналізу та оптимізації функціонування підприємств галузі, в кращому випадку базуються на засадах класичного
комп’ютерного моделювання.
2. Запропоновано як модель функціонування галузі використати мультиагентну
систему, для чого розроблено її структуру та визначено елементний базис. Основними задачами інтелектуальних агентів визначено ідентифікацію показників
ефективності підприємства на основі використання бази транзакцій, банку моделей та множини методів ідентифікації.
3. Побудовано модель траєкторії функціонування підприємств галузі, яка дозволяє у режимі реального часу відстежувати динаміку економічних показників
функціонування підприємств та є основою для попереднього аналізу ринкової
ситуації і підтримки прийняття рішень щодо управління процесами планування
на підприємствах галузі.
4. Розроблено метод функціонування мультиагентної системи, який дозволяє
здійснювати моніторинг на ринку підприємств галузі та здійснювати зміну спектру задач підприємства, його структури та стратегії управління у залежності
132
від його результатів. Розроблено також метод формування агента такої системи,
головною функцією якого є визначення номенклатури внутрішніх та зовнішніх
характеристик та на їх основі встановлення кращих моделей показників ефективності. Обидва методи призначені для моделювання процесу функціонування
підприємств галузі.
5. На основі чітких та нечітких продукційних правил побудовано моделі, що
визначають поведінку агента та призначені для прийняття рішень керівником
підприємства щодо реорганізації процесу виробництва.
6. Розроблено методи відновлення пропущених, відсутніх чи втрачених даних в
базі транзакцій підприємств, що дозволить здійснювати уточнену ідентифікацію показників ефективності та, як наслідок, об’єктивізувати процеси прийняття рішень. При невеликій кількості незалежних факторів (3-4) і кількості пропусків від 1 до 20% середньоквадратичне відхилення склало від 0,7 до 1,8% для
методу, який базується на використанні еволюційної стратегії, та від 0,8 до
2,1% – для генетичного алгоритму. Для порівняння на тих же даних середньоквадратичне відхилення складало від 3% для методу многовидів до 44% – при
заповненні пропусків середніми значеннями.
7. Розроблено структуру системи підтримки прийняття рішень, основними
складовими якої є логіка інтерфейсу, логіка додатків та логіка роботи із базою
транзакцій функціонування підприємств галузі. База знань системи, крім бази
транзакцій містить банк моделей показників ефективності та банк методів параметричної ідентифікації моделей. З використанням системи виконано експериментальну верифікацію розроблених моделей та методів.