Интеллектуальные методы многокритериальной диагностики состояний сложных технических систем и технологических процессов

Рассмотрена проблема совершенствования диагностики состояний технических систем и технологических процессов, характеризующихся слабоструктурированной постановкой задачи диагностики. Сложность диагностики определяется большим количеством контролируемых параметров технической системы со стохастическими составляющими переменных описания состояний, сложностью задания границ областей допустимых состояний объекта на разных этапах работы, что обусловливает необходимость привлечения знаний экспертов для поиска решений по распознаванию и диагностике нештатных состояний и восстановлению нормального функционирования системы при наличии различных критериев управления процессами. Данный подход предполагает разработку методологических и теоретических основ организации поддержки и исполнения решений по диагностике сложных технических систем и технологических процессов в соответствии с концепцией управления знаниями и онтологического инжиниринга. В соответствии с предложенной концепцией первоочередными задачами являлись разработка методов извлечения и формализации знаний о диагностике состояний сложных технических систем и технологических процессов на основе онтологического анализа и построения нечетких когнитивных карт для выявления факторов, наиболее существенно влияющих на возникновение нештатных состояний сложных технических систем и технологических процессов. Сформулированы требования к организации поддержки и исполнения решений по диагностике сложных технических систем и технологических процессов в соответствии с концепцией управления знаниями и онтологического инжиниринга. В разработанной объектной модели отражено отношение совокупности требований на их реализацию в прецедентах использования поддержки принятия решений в форме матрицы отношений.Разработаны методы извлечения и формализации знаний о состояниях сложных технических систем и технологических процессов на основе онтологического анализа. Применение онтологического анализа для извлечения и формализации знаний о состояниях технологических процессов рассмотрено на примере процесса управления программными проектами. Сформированы семантические сети, включающие признаки состояний, режимов и характеристик работы, критерии результативности диагностики сложных технических систем и технологических процессов, таксономию опасностей, которые усложняют проведение работ при регламентированном технологическом процессе, ассоциативные отношения между компонентами технологического процесса, являющиеся основой формализованного описания процесса в онтологии. Разработана онтология поддержки принятия решений в диагностировании, в которой определены ассоциативные отношения между сущностями технологического процесса, а также между отказами, их причинами и последствиями.Построены нечеткие когнитивные карты для выявления факторов, наиболее существенно влияющих на возникновение недопустимых состояний сложных технических систем и технологических процессов. Предложенная интегративная нечеткая когнитивная карта может использоваться для разработки нечетких правил определения результативности процесса диагностирования, а также для прогнозирования состояний объекта исследования.Разработана динамическая модель технологического процесса для представления знаний в области обнаружения и распознавания нештатных и аварийных ситуаций, правил принятия решений по диагностике и правил восстановления штатных состояний в соответствии с результатами диагностирования. Моделирование проводилось в различных предметных областях и с применением различных интеллектуальных методов и подходов.