Мета роботи

Метою даної роботи є розробка програмної системи логічного висновку в комплекс до універсальної інструментальної системи побудови баз знань з використанням онтологій як другої частини інструментальної оболонки, що забезпечує аналіз функціонування складних економічних процесів.

Для цього необхідно створити онтологічну базу знань, що містить методи побудови і функціонування деякого типу підприємств.

Актуальність теми

Тенденції розвитку інструментальних засобів аналізу моделей економічних процесів, наприклад моделей бізнес-плану підприємства, ведуть до того, що актуально стало вирішувати не тільки задачі аналізу (оцінка ефективності підприємства), але і синтезу (синтез необхідного бізнес-плану). Інакше кажучи, не будувати окремі моделі підприємств та аналізувати їх, а виконати синтез необхідної моделі підприємства з подальшим аналізом готової моделі. При цьому в процесі синтезу повинна аналізуватися сукупність вимог до процесу на предмет можливості й ефективності їх реалізації. Моделі просторів і часу [1], які можуть мати місце в рамках моделей процесів, виступають як засоби або механізм оцінки чи аналізу даних вимог.

Наукова новизна

1. Метод створення правил виводу на основі продукційної моделі, яка буде коректно відображати зв'язки між варіантами об'єктів в базі знань.

2. Метод організації інтерфейсу системи виведення з кінцевим користувачем.

3. Алгоритм організації проходу по модулях знань, що складають базу знань, здатний відобразити необхідний алгоритм аналізу складних економічних процесів.

Огляд програмних систем у фінансовій та економічній діяльності

У даному огляді в якості ілюстрації використання технології експертних систем (ЕС) у фінансовій діяльності наводяться приклади деяких найбільш типових конкретних розробок ЕС [2]. Про масштаби досліджень і пропозицій на ринку ЕС в області фінансів можна судити з міжнародних наукових конференцій і комерційних каталогів, в яких вартості конкретних додатків коливаються від тисяч до десятків тисяч доларів [3].

Інтегроване середовище G2

Основне призначення програмних продуктів сімейства G2 - допомогти підприємствам зберігати і використовувати знання і досвід їх найбільш талановитих і кваліфікованих співробітників в інтелектуальних системах реального часу, що підвищують якість продукції, надійність і безпеку виробництва і знижують виробничі витрати. Інструментальні засоби G2 [4] є еволюційним кроком у розвитку традиційних експертних систем від статичних предметних областей до динамічних.

Великою перевагою оболонки експертних систем G2 є можливість застосовувати її як інтегруючий компонент, що дозволяє за рахунок відкритості інтерфейсів і підтримки широкого спектра обчислювальних платформ легко об'єднати вже існуючі, розрізнені засоби автоматизації в єдину комплексну систему управління, що охоплює всі аспекти виробничої діяльності - від формування портфеля замовлень до управління технологічним процесом і відвантаження готової продукції. Це особливо важливо для вітчизняних підприємств, парк технічних і програмних засобів яких формувався здебільшого безсистемно, під впливом різких коливань в економіці. G2 - кроссплатформний додаток, її бази знань зберігаються в звичайному ASCII-файлі, що дозволяє безболісно переносити її з однієї ОС в іншу.

Фінансовий аналіз: ПРОФ

Одним з основних переваг програми для фінансового аналізу "Фінансовий аналіз: ПРОФ" [5] є можливість створення на підставі даних бухгалтерської звітності (балансу і звіту про прибутки і збитки) аналітичного текстового звіту про фінансовий стан організації за короткий промежуток часу після початку роботи з програмою, з можливістю редакції шаблону звіту.

Програмний продукт "Фінансовий аналіз: Проф" розраховує точку беззбитковості, ефект фінансового важеля, робить аналіз кредитоспроможності підприємства. У програмі застосовується безліч різних методик, на підставі яких проводиться розрахунок. Всі методики згруповані і рознесені по відповідним розділам програмного продукту.

Проект SUPER

У рамках проекту [6] планується розробка інструменту, що підтримує аналіз, зміну та створення бізнес-процесів, спрямованого на підвищення рівня гнучкості та адаптивності організацій. Планований інструмент буде заснований на семантичній анотації артефактів, що відносяться до управління бізнес-процесами (операції процесів, сервіси і т.п.). Така анотація дозволить створювати більш ефективні запити і здійснювати автоматизований висновок, що, у свою чергу, дозволить користувачам здійснювати "семантичний" пошук компонент бізнес-процесів, "семантичне" складання бізнес-процесів і "семантична" взаємодія бізнес-процесів.

На даний момент проектована система онтологій ("SUPER Set of Ontologies for Business Process Management") складається з 8-ми розділів, функціонування яких представлено на рисунку 1.

Плановані дослідження і розробки

Завдання аналізу функціонування складних економічних процесів на основі багаторівневих моделей простору і часу на практиці означає наступне:

1. Інвестор, який вирішив вкласти кошти у побудову підприємства з виробництва деякої продукції, наприклад хлібозаводу, бажає дослідити можливі шляхи створення даного підприємства.

2. Він може звернутися до експерта зі створення подібного підприємства і, користуючись його досвідом, у діалозі з ним отримати відповіді на конкретні питання, наприклад:

— на якому етапі часу можна будувати під'їзну дорогу;

— чи можна встановлювати обладнання паралельно з будівництвом складу готової продукції;

— чи необхідно на першому році вже мати готовий виробничий корпус і т. д.

Подібні питання означають аналіз можливостей здійсненності будівництва підприємства способами, привабливими для інвестора.

Недоліком шляху залучення експерта є дорожнеча, непрозорість і неперевірений рівень достовірності отриманої інформації.

Відповіді на подібні запитання можна отримати, побудувавши в середовищі деякого програмного пакету, здатного аналізувати ефективність функціонування підприємства, модель підприємства, побудованого тим чи іншим способом. Наприклад, це може бути пакет Project Expert.

У цьому випадку фахівці, навчені роботі з цим пакетом, повинні будуть побудувати ряд альтернативних моделей будівництва і функціонування підприємства, дослідити їх в модельному режимі і відшукати оптимальну модель.

При такому підході формується набір рішень, фактично відповідних накопиченому досвіду експерта у створенні підприємства. Проте в цьому випадку як процес аналізу вимог до підприємства, так і процес аналізу економічної моделі підприємства стає дорогим і тривалим за часом.

Однак подібне завдання можна було б вирішити за допомогою відповідного програмного пакету, у випадку, якщо б він мав такі можливості:

— накопичувати досвід про перевірені рішення, отримані з будь-якого джерела і фактично будувати базу знань;

— досвід даних рішень являє собою опис структури об'єктів з урахуванням простору і часу;

— забезпечувати аналіз складних економічних процесів на базі багаторівневих моделей простору і часу, використовуючи засоби організації логічного виводу в такій базі знань.

Дане завдання не вирішується практично в жодному з відомих пакетів. Проте для цих цілей можна використовувати універсальну інструментальну систему побудови баз знань з використанням онтологій, розроблену магістром В. А. Болотовою [7] на основі моделі світу, запропоновану доцентом кафедри ПМІ ДонНТУ О. В. Григор'євим. Специфікою даної моделі є врахування фізичної семантики предметної області, включаючи багаторівневу модель простору і часу, а також орієнтація на підтримку створення інструментальної оболонки для генерації інтелектуальних САПР.

Відповідно до даної моделі для вирішення цього завдання необхідно виконання таких етапів:

1. Розробка програмної системи логічного висновку в комплекс до універсальної інструментальної системи побудови баз знань з використанням онтологій як другої частини інструментальної оболонки;

2.Створення в середовищі інструментальної системи побудови онтологій бази знань про методи побудови і функціонування деякого типу підприємств;

3. Організація діалогу з користувачем для введення бажаних для нього особливостей процесу побудови і функціонування підприємств з можливістю відстеження даних вимог в часі в рамках процесу логічного висновку.

Власне аналіз у даному випадку полягає в численних перевірках результатів тих чи інших особливостей процесу побудови і функціонування підприємства, заданих користувачем у попередні моменти часу, на особливості розвитку підприємства в наступні моменти часу.

Фактично в роботі головною проблемою є побудова системи логічного висновку [1]. Це означає, що повинні бути виконані такі етапи:

1. Створення правил виводу на основі продукційної моделі, яка буде коректно відображати зв'язки між варіантами об'єктів в базі знань.

2. Організація інтерфейсу з користувачем, який буде перетворювати вхідні повідомлення і директиви користувача до виду, зрозумілого і прийнятного системі, а вихідні повідомлення ЕС - до виду, звичного і зрозумілого для користувача.

3. Алгоритм організації проходу по всіх модулях знань, що складають базу знань, здатний відобразити необхідний алгоритм аналізу складних економічних процесів.

Результатом практичної роботи системи виведення повинен бути конкретний життєвий цикл процесу побудови і функціонування підприємства, відповідний необхідним структурним особливостям.

Методи вирішення поставлених завдань можна описати таким чином:

1. Модель підприємства представляється альтернативним набором життєвих циклів (ЖЦ) різних розмірів, наприклад 2 роки, 3 роки, 4 роки. Вибір відповідного варіанта є етап завдання числа років реалізації підприємства.

2. Життєвий цикл являє собою ієрархію модулів знань предметної області [8], що враховує конкретні тимчасові рамки, наприклад, життєвий цикл розмірністю 2 являє собою об'єднання 2-х моделей просторів: 1-го року, 2-го року. Відповідно ЖЦ з 4-х етапів представляє 4 моделі простору.

3. Вибір деякого ЖЦ, наприклад розмірністю 3, передбачає введення зв'язків між моделями просторів. Наприклад, 1-й рік пов'язаний з другим, 2-й лише з 3-м.

4. Модель простору кожного року представляє собою модуль знань. Він має ієрархічну структуру безлічі класів та їх примірників (об'єктів).

5. Після закінчення синтезу в деякому модулі знань буде отримана внутрішня структура блоку, де матимуть місце подблоки і зв'язки між ними. Сукупність зв'язків визначає варіант зовнішніх кордонів для нижчих модулів знань, який заданий такою назвою подблока [8].

Наведемо приклад узагальнення зв'язків на рівні простих властивостей. Нехай є безліч прототипів, що входять в певний тип блоків А: А '= (P1 ^ P2 ^ P3). Кожен зв'язок, що має місце хоча б в одному прототипі, отримує свій оригінальний наскрізний номер у межах типу.

Характеристика окремих прототипів, що входять в тип А, як сукупностей зв'язків показана в рисунку 2.

6. В наявному списку підмодулів знань вибирається 1-й підмодуль і забезпечується синтез його внутрішньої структури. Далі переходимо на нижележачий рівень і так аж до базових блоків, які не є модулями. Потім повертаємося на один крок вище і знову рухаємося вниз і далі діємо подібним же чином, обходячи дерево модулів зверху вниз зліва направо. Дійшовши до останнього вкрай правого підмодуля, закінчується висновок за фактом перегляду всіх модулів.

7. Діалог вибору користувачем конкретної альтернативи в модулі знань будується за такими принципами:

— повідомлення користувачу про етап, на якому він знаходиться;

— розглядаються тільки ті варіанти наборів подблоков, які можливі при даному сценарії;

— кожен такий варіант подблоков може ідентифікуватися номером і список власне подблоков;

8. Власне синтез полягає у виборі відповідного модуля знань із бази знань [9], що використовується в певному контексті, наприклад "споруда", яка має місце в 1-му році, а потім його звуження до конкретного рішення. Сукупність таких конкретних рішень у всіх можливих контекстах і буде необхідним рішенням. У нашому випадку це опис життєвого циклу розвитку підприємства з необхідними особливостями. Дане рішення видається користувачеві як результати виводу. Якщо результатів багато, то видаються всі.

Робота програмної системи передбачає узагальнене уявлення станів численних ЖЦ одного і того ж економічного об'єкта, при цьому кожен ЖЦ прив'язаний до різних умов функціонування об'єкта. Фактично на виході процесу узагальненого опису формується ряд особливостей структур, віднесених до різних ЖЦ в різні моменти часу (рис. 3).

Висновки

Існуючі системи для аналізу функціонування складних економічних процесів, зокрема моделювання діяльності підприємства, мають різноманітні вади. Планована програмна система дозволить користувачеві планувати бажані для нього особливості процесу побудови і функціонування підприємств з можливістю відстеження даних вимог в часі в рамках процесу логічного висновку.

Література

1. Григор'єв А. В. Організація часового та просторового логічного висновку в концептуальній моделі інтелектуальних САПР / / Науковi працi Донецького державного технiчний унiверситетах. СЕРI: Інформатика, кібернетіка та обчіслювальна техніка. — Донецьк: ДонДТУ, 2008. Вип. 9. — С. 296-311.

2. Кудрявцев Д.В. Огляд застосування онтологій в моделюванні та управлінні. Бізнес Інжиніринг Груп [Електронний ресурс] / Інтернет-ресурс. — Режим доступу: http://bigc.ru/publications/bigspb/metodology/ontologies_for_modelling.php

3. Експертні системи у фінансовій та економічній діяльності. Статті експертів і співробітників фірми ТОРА-Центр. [Електронний ресурс] / Інтернет-ресурс. — Режим доступу: http://www.tora-centre.ru/library/razn/finan.htm

4. Створення експертних систем реального часу за допомогою G2. [Електронний ресурс] / Сайт навчальних матеріалів для студентів факультету фізики електроніки та комп'ютерних систем дніпропетровського національного університету ім. Олеся Гончара. — Режим доступу: http://lib.dnu.dp.ua:8001/l/1561.htm

5. Програма для фінансового аналізу "Фінансовий аналіз: ПРОФ". [Електронний ресурс] / Інтернет-ресурс. - Режим доступу: http://www.finanalis.ru/index.php?leaf=progs.htm&ELEMENT_ID=2249

6. Semantic Business Process Management. Integrated Project SUPER [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://ip-super.org/

7. Болотова В. А. Інструментальні засоби створення баз знань на основі системи онтологій. [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.masters.donntu.ru/2010/fknt/bolotova/diss/index.htm

8. Григор'єв О.В. Комплекс моделей САПР як система взаємопов'язаних рівнів про дійсність. Наукові праці Донецького державного університету. Серія «Інформатика, кібернетика та обчислювальна техніка», (ІКВТ-2000) випуск 10. — Донецьк, ДонДТУ, 2000. — С. 155-167.

9. Григор'єв А. В., Каспаров А. А. Особливості реалізації метаеврістіческой оболонки для побудови САПР / / Науковi працi Донецького державного технiчний унiверситетах. СЕРI: Проблеми моделювання та автоматізацiї проектування дінамiчніх систем. — Донецьк: ДонДТУ, 1999. Вип.10.—С.217-222.