Применение интеллектуальных информационных систем на этапах проектирования

8. Гришко А.К. Оптимизация размещения элементов РЭС на основе многоуровневой геоинформационной модели // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2015. -

№ 3 (47). - С. 85-90.

9. Гришко А.К. Анизотропная модель системы измерения и анализа температурных полей радиоэлектронных модулей / А.К. Гришко, Н.В. Горячев, И.И. Кочегаров // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. -2016. - № 1. - С. 82-88.

10. Гришко А.К. Математическое моделирование системы обеспечения тепловых режимов конструктивно-функциональных модулей радиоэлектронных комплексов / А.К. Гришко, Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Проектирование и технология электронных средств. - 2015. - № 3. - С. 27-31.

11. Гришко А.К. Динамическое управление ресурсами структурных элементов сложной радиотехнической системы // СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ: сборник статей XIX Международной научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский дом знаний, 2015. - С. 35-39.

12. Grishko A., Goryachev N., Yurkov N. Adaptive Control of Functional Elements of Complex Radio Electronic Systems. International Journal of Applied Engineering Research. Volume 10, Number 23 (2015), pp. 43842-43845.

13. Grishko A. Management of Structural Components Complex Electronic Systems on the Basis of Adaptive Model / A. Grishko, N. Goryachev, I. Kochegarov, S. Brostilov, N. Yurkov // MODERN PROBLEMS OF RADIO ENGINEERING, TELECOMMUNICATIONS, AND COMPUTER SCIENCE Proceedings of the XIIIth International Conference TCSET'2016 February 23 - 26, 2016 Lviv-Slavsko, Ukraine. DOI:10.1109/TCSET.2016.7452017.

УДК 004.891

Бойцова М.В., Подсякин А.С., Горелова А.К, , Тюрденев В.Н., Валько А.А., Новиков М.Ю., Янович И,В.

ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия

ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА ЭТАПАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Проведен краткий обзор современных интеллектуальных систем поддержки принятия решений. Предлагается использовать экспертные системы для комплексного учета электромагнитных, тепловых и механических воздействий на этапах построения сложных радиоэлектронных устройств и комплексов. Ключевые слова:

интеллектуальные информационные системы; оптимизация; радиоэлектронные средства.

Для радиоэлектронных средств (РЭС), как и для всех сложных систем, характерны высокая много-элементность и многоуровневость построения, сложные условия эксплуатации, необходимость обеспечения высокой функциональности при небольших габаритах и массе [1-3]. В то же время для обеспечения высокой конкурентоспособности необходимо сократить сроки разработки и проектирования аппаратуры.

Для этого широко применяются всевозможные CAD/CAM/CAE/PDM системы, которые позволяют значительно повысить качество проектирования и подготовки производства при относительно набольших временных затратах. В последнее время в процессе проектирования и разработки технологии все чаще стали применять интеллектуальные системы автоматизированного проектирования (САПР), позволяющие автоматизировать процесс принятия решений. Среди этих САПР можно выделить экспертные системы, построенные на базе глубоких специальных знаний, полученных от экспертов в данной области [4,5].

С успехом применяются экспертные системы по медицине, химии, метеорологии, геологии, инженерному делу, управлению, сельскому хозяйству и др. Более широкое распространение экспертных систем сдерживает тот факт, что они остаются весьма сложными, дорогостоящими и узкоспециали-рованными программами.

В настоящее время все чаще стали применяться специализированные программные оболочки, позволяющие ускорить процесс создания экспертных систем [6,7]. Рассмотрим некоторые из них.

Exsys - интеллектуальная система, позволяющая разрабатывать базы знаний в любой предметной области. В систему включены средства отладки и тестирования программы, редактирования для модификации знаний и данных;

HUGIN - представляет собой пакет программ для конструирования моделей, основанных на экспертных системах. Эта система содержит дедуктивную систему вывода, основанную на вероятностных оценках, которую можно применить к сложным сетям с причинно-следственными вероятностными связями между объектами;

малая экспертная система 2.0 - простая экспертная система, использующая байесовскую систему логического вывода. Она предназначена для проведения консультации с пользователем в какой-либо прикладной области (загружаемая база знаний предварительно создается) с целью определения

вероятностей возможных исходов и использует для этого оценку правдоподобности некоторых предпосылок, получаемую от пользователя;

программа ESWin предназначена для создания и эксплуатации экспертных систем для решения различных задач принятия решений (диагностики, конфигурирования, идентификации, оценки, и т.п.).

В состав инструментального программного обеспечения входят: экспертная оболочка для запуска экспертных систем ESWin для отладки разработчиком экспертных систем; интерпретатор баз знаний ESWinUs; редакторы баз знаний EdKB и KlbEdit, реализованные в разных стилях; программа для просмотра и диагностики целостности баз знаний KBView; программа для редактирования и оптимизации баз знаний KBOptim.

В качестве методов представления знаний использованы: правила - продукции с представлением нечеткости в виде коэффициентов достоверности с обратным логическим выводом; фреймы для описания структуры предметной области и диалога с пользователем;

лингвистические переменные для описания нечетких понятий, входящих во фреймы.

Среди таких оболочек можно выделить G2 фирмы Gensym. Это объектно-ориентированная среда для разработки и сопровождения ЭС реального времени, с использованием базы данных. Основным достоинством оболочки является возможность интеграции в ней разрозненных средств автоматизации в единую систему управления благодаря открытому интерфейсу и поддержке различных вычислительных платформ, что немаловажно для российских предприятий, на которых, как правило, не наблюдается системности в применении программных продуктов.

Среди промышленных способов реализации экспертных систем на этой платформе можно выделить интегрированную систему мониторинга и планирования для прокатного стана фирмы Caterpillar, а также систему, внедренную для управления технологическими процессами и поддержки принятия решений. На этой платформе базируют экспертные системы таких фирм и организаций, как General Electric, IBM, Intelsat, NASA, Nissan и др.

У экспертных систем есть еще одно немаловажное свойство - с их помощью возможно создание систем проектирования, позволяющих консультировать пользователей, не являющихся специалистами в данной области. При проектировании радиоэлектронных средств часто приходится анализировать

полученную конструкцию на механические воздействия (статические нагрузки, вибрации, удары), обеспечение тепловых режимов, электромагнитную совместимость с использованием специализированных пакетов САПР. Анализ показал, что основную трудность у рядовых конструкторов вызывает процесс интерпретации результатов моделирования, а главное - выбор варианта технического решения минимизации негативных факторов. Как правило, идут по пути усиления слабых мест или замены материалов на другие с лучшими характеристиками, что не всегда является оптимальным решением. Правильный анализ возможен только узкоспециализированному эксперту, который не всегда доступен в силу невозможности охвата всех проектов. Вот в этом случае может помочь экспертная система, вбирающая в себя знания и опыт ведущих специалистов по механическому и тепловому анализу и оптимизации конструкций электронных средств с учетом электромагнитной совместимости.

В качестве системы комплексного анализа конструкций электронных средств различного уровня с использованием экспертных систем предлагаемой структура из блоков механического, теплового, электромагнитного анализа и оптимизации предназначен для элементов различной конструктивной иерархии [8-11,13]. Сначала комплексный анализ и

оптимизация характеристик проводится на уровне печатных плат и узлов, затем на уровне радиоэлектронных модулей, радиоэлектронных блоков и, наконец, на уровне шкафов, стоек, пультов [1012] .

При анализе механических характеристик многослойных печатных плат используются системы САЕ, позволяющие выявить наиболее проблемные участки. Данные о критических режимах выявляются в результате статистической обработки лабораторных испытаний тестовых печатных плат [6,13] .

В качестве базового программного продукта, предназначенного для моделирования механических характеристик, может быть предложена система позволяющая проводить как процедуры проектирования с использованием 3D моделирования, так и инженерный механический, тепловой анализы, а также технологическую подготовку производства. Предложенная методика [7-10,14] с использованием экспертной системы может значительно ускорить процесс разработки изделий, во-первых, благодаря системному применению САПР для моделирования механических воздействий, а во-вторых, наличию экспертной системы, облегчающей интерпретацию результатов моделирования и позволяющей ускорить принятие решений об оптимизации конструкций.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гришко А.К. Системный анализ параметров и показателей качества многоуровневых конструкций радиоэлектронных средств / А.К. Гришко, Н.К. Юрков, Д.В. Артамонов, В.А. Канайкин // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2014. - № 2 (26). - С. 77-84.

2. Гришко А.К. Динамическая оптимизация управления структурными элементами сложных систем / А.К. Гришко, Н.К. Юрков, Т.В. Жашкова // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2015. -№ 4 (26). - С. 134-141.

3. Зудов А.Б. Интерфейсы на естественном языке как связь нейронных сетей с экспертными системами / А.Б. Зудов, А.К. Гришко // В мире научных открытий. - 2010. - № 5-1. - С. 119-122.

4. Гришко А.К. Экспертные информационные системы проектирования радиоэлектронных средств / А.К. Гришко, И.И. Кочегаров, Н.А. Бекниязов // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. - 2015. - Т. 1. - С. 304-306

5. Гришко А.К. Алгоритм поддержки принятия решений в многокритериальных задачах оптимального выбора / А.К. Гришко // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2016. -№ 1 (17). - С. 265-271.

6. Гришко А.К. Алгоритм пространственно-параметрического синтеза электромонтажа радиоэлектронных средств / А.К. Гришко, П.Г. Андреев, В.Я. Баннов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - Пенза: 2015. - Т. 1. - С. 181-182.

7. Гришко А.К. Анализ систем сжатия информации в базах данных / А.К. Гришко, Е.К. Горелова, М.В. Бойцова и др. // МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ 21 ВЕКА: сб. ст. XIII Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2015. - С. 18-23.

8. Гришко А.К. Анализ и оптимизация траектории поведения системы на основе прогнозирующего управления / А.К. Гришко // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2008. - Т. 1.

- С. 291-292.

9. Гришко А.К. Оптимизация размещения элементов РЭС на основе многоуровневой геоинформационной модели / А.К. Гришко // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2015. - № 3 (47). - С. 85-90.

10. Гришко А.К. Динамический анализ и синтез оптимальной системы управления радиоэлектронными средствами / А.К. Гришко // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2015. № 4 (26).

- С. 141-147.

11. Гришко А.К. Анизотропная модель системы измерения и анализа температурных полей радиоэлектронных модулей / А.К. Гришко, Н.В. Горячев, И.И. Кочегаров // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2016. - № 1. - С. 82-88.

12. Гришко А.К. Математическое моделирование системы обеспечения тепловых режимов конструктивно-функциональных модулей радиоэлектронных комплексов / А.К. Гришко, Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Проектирование и технология электронных средств. - 2015. - № 3. - С. 27-31.

13. Grishko A. Management of Structural Components Complex Electronic Systems on the Basis of Adaptive Model / A. Grishko, N. Goryachev, I. Kochegarov, S. Brostilov, N. Yurkov // MODERN PROBLEMS OF RADIO ENGINEERING, TELECOMMUNICATIONS, AND COMPUTER SCIENCE Proceedings of the XIIIth International Conference TCSET'2016 February 23 - 26, 2016 Lviv-Slavsko, Ukraine.

14. Grishko A., Goryachev N., Yurkov N. Adaptive Control of Functional Elements of Complex Radio Electronic Systems. International Journal of Applied Engineering Research. Volume 10, Number 23 (2015), pp. 43842-43845.

УДК 621.3.082

Доросинский1 А.Ю., Винчаков2 А.Н.

1ФГБОУ ВО «Пензенский государственный технологический университет», Пенза, Россия 2ОАО «Электромеханика», Пенза, Россия

МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ СИГНАЛОВ МАГНИТСТРИЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ УРОВНЯ

Рассмотрены особенности идентификации элементов полезного сигнала. Проведен сравнительный анализ различных методов идентификации.

Обозначены перспективы метода основанного на сравнении пороговых значений. Ключевые слова:

датчик уровня, поплавок, сигнал, идентификация, пороговое значение.