Публікації співробітників (ХКТФК НТУ "ХПІ")
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/34013
Переглянути
Документ Моделі, методи та інформаційні технології інтелектуального аналізу бізнес-процесів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Манєва, Росіца ІліяноваДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.13.06 "Інформаційні технології" (122 – Комп’ютерні науки). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. Об’єкт дослідження – процеси підтримки прийняття рішень щодо управління бізнес-процесами із змінною структурою в умовах невизначеності. Предмет дослідження – інформаційна технологія інтелектуального аналізу гнучких бізнес-процесів в умовах неконтрольованих змін зовнішнього середовища. Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-практичної задачі забезпечення ефективності функціонування підприємств в умовах неконтрольованих змін зовнішнього середовища шляхом розробки і використання інтелектуальних інформаційних технологій на основі ситуативно-сценарних моделей. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, зазначено зв’язок роботи з науковими темами, сформульовано мету і задачі дослідження, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено інформацію про практичне використання, апробацію результатів та їх висвітлення у публікаціях. У першому розділі роведено аналіз та класифікацію задач організаційного управління та підтримки прийняття рішень, визначено особливості управління в розподілених організаційних структурах та динамічних середовищах, досліджено задачу аналізу бізнес-процесів (БП) на підприємстві, проведено аналіз можливостей сучасних інформаційних технологій. Інтелектуальний аналіз процесів полягає у виявленні, дослідженні ефективності та оптимізації бізнес-процесів. Аналіз процесів спрямований на побудову та вдосконалення моделей функціонування взаємодіючих фізичних або інформаційних об’єктів на основі обробки інформації, що фіксує таку поведінку. Необхідність автоматизації виконання бізнес-процесів привела тісної взаємодії бізнесу та інформаційних технологій. Таким чином, у роботі поставлено задачу забезпечення ефективності функціонування підприємства в умовах неконтрольованих змін зовнішнього середовища, яка складається з таких етапів: 1) розробка концептуальної моделі гнучкого БП у розподіленому віртуальному середовищі; 2) розробка моделі взаємодії замовників та виконавців на основі ситуативно-сценарного підходу; 3) розробка математичної моделі управління гнучким БП; 4) розробка методу формування організаційної структури виконання робіт; 5) розробка методу формування адаптивної команди виконавців; 6) розробка прикладних засад побудови багатоагентної системи як базису інформаційної технології інтелектуального аналізу БП. У другому розділі проаналізовано основні принципи аналізу та оптимізації бізнес-процесів, обґрунтовано вибір математичного інструментарію, запропоновано комплекс моделей управління гнучкими БП на основі ситуативно-сценарного підходу, розроблено модель організаційної структури виконання робіт на основі взаємодії мережі агентів потреб та можливостей. В роботі запропоновано вербальну модель аналізу гнучких БП, які функціонують в динамічних бізнес-середовищах; розроблено комплекс концептуальних моделей управління та представлення гнучких БП; запропоновано формальну модель агентної системи на основі імітаційного моделювання взаємодії агентів потреб та агентів можливостей, що дозволяє проводити аналіз та оперативну реорганізацію БП відповідно до змін внутрішнього або зовнішнього середовища; визначено стандарт FIPA як основу для проектування архітектури агентної платформи; запропоновано підхід на основі опису правил продукцій мовою алгебри скінченних предикатів для представлення ситуацій, що виникають під час виконання БП. В роботі показано, що дієвим інструментом аналізу БП є імітаційне моделювання. Проведено аналіз математичних засобів подання об’єктів предметної області аналізу бізнес-процесів. Обґрунтовано використання математичного апарату алгебри скінченних предикатів (АСП). В роботі розроблено метод ідентифікації інформації для підтримки прийняття рішень на основі використання апарату алгебри скінченних предикатів. Описано за допомогою мови АСП поточний стан БП та можливі ситуації відповідно до альтернативних рішень управління БП. Прийняття рішень щодо управління БП здійснюється шляхом аналізу поточного стану БП та виявлення ситуації. Аналітичне рішення такого класу задач неможливо, тому в роботі пропонується імітаційна модель на основі багатоагентного підходу. азовим інструментом розробки інтелектуальних багатоагентних систем, що дозволяє створювати, знищувати, інтерпретувати, запускати і переміщати агентів, є агентна платформа. В роботі запропоновано використання стандартів FIPA, які надають базові визначення понять комунікації агентів. На основі аналізу існуючих підходів до проектування агентно-орієнтованих програмних систем та специфікацій стандартів багатоагентних систем були виділені підходи для побудови архітектури агентної платформи та відповідні вимоги. Еталонна модель агентної платформи складається з таких компонентів: 1) агент – це обчислювальний процес, який реалізує автономну комунікаційну функціональність програми; 2) фасилітатор каталогів, який надає послуги «жовтих сторінок» іншим агентам; 3) система управління агентом – обов’язковий компонент, який здійснює контроль за доступом до агентної платформи та його використанням; 4) служба транспортування повідомлень – це метод зв’язку за замовчуванням між агентами на різних агентних платформах. Запропонована в роботі формальна модель агента використана для побудови моделі взаємодії двох типів агентів: агентів потреб та агентів можливостей. Показано, що імітаційна модель взаємодії агентів потреб та агентів можливостей дозволяє побудувати модель управління гнучким БП на основі ситуативно-сценарного підходу. У третьому розділі розглянуто комплексний підхід до вирішення задачі забезпечення ефективності функціонування підприємства в умовах динамічного бізнес-середовища. Розроблено метод формування організаційної структури виконання робіт в умовах динамічного середовища. Розроблено ситуативно-сценарну модель управління БП для вирішення задачі формування та реорганізації оргструктури виконання робіт з урахуванням даних, отриманих у реальному часі. Запропоновано концептуальні засади створення спеціалізованої інформаційної технології інтелектуального аналізу БП. В роботі показано, що зниження ефективності існуючих систем управління складними організаційними структурами пов’язане з ізольованістю підсистем, які входять до неї. Методи побудови організаційних структур, які використовуються в даний час, не відповідають складності і динамічності навколишнього середовища. Для побудови структури управління необхідно вирішити кілька подібних завдань, що визначаються кількістю рівнів ієрархії, кількістю вершин графа цілей і робіт. При побудові організаційної структури часто необхідно оцінити та проаналізувати вже існуючу структуру управління. Для цих цілей в роботі запропоновано модель аналізу структури управління. Для адаптивних команд проекту додається умова можливості реалізації претендентом декількох функцій, тобто володіння кількома професійними компетенціями. Розроблено метод формування організаційної структури робіт для підтримки прийняття рішень в умовах динамічного середовища за рахунок реалізації ситуативно-сценарного підходу та формалізації інтелектуальних процесів прийняття рішень на основі агентної моделі, який дозволяє забезпечити адаптацію процесу до поточних даних та неконтрольованих змін зовнішнього середовища. Розроблені в роботі моделі та метод, спрямовані на аналіз та формування гнучкої організаційної структури робіт, покладено в основу інформаційної технології. Четвертий розділ присвячено удосконаленню інформаційної технології на основі багатоагентної моделі управління БП за рахунок методу відображення поточного стану ситуації у продукційній базі знань. Запропоновано прототип системи імітаційного моделювання виконання БП на базі застосування агентних технологій. Розроблено архітектуру програмної системи агентної платформи, проведено дослідження надійності розроблених компонентів. Проведено апробацію розроблених моделей, підходів та інформаційної технології в існуючі інформаційні системи сучасних підприємств. Розроблено прототип агентної платформи для реалізації моделі управління та аналізу БП на основі використання формальних методів проектування багатопоточних систем. Для реалізації прототипу агентної платформи обрано об’єктно-орієнтовану мову програмування Java, статично типізовану мову програмування Kotlin. Реалізацію прототипу програмної системи розглянуто для наступної постановки задачі. Дано два типи ролей у БП: замовник та виконавець. Кожен замовник формує множину вимог щодо завдання, яке необхідно виконати. Кожен виконавець характеризується множиною обмежень (компетентностей) щодо можливостей виконання по кожному типу завдань. Вимоги до потреб та обмеження можливостей задані системою предикатних виразів та зберігаються у замовника та виконавця відповідно. Багатоагентна система комунікації замовників та виконавців дозволяє при додаванні виконавця змінювати поточний стан та здійснювати реорганізацію структури виконання робіт за рахунок реалізації функціоналу «перемов», тобто кожний замовник має змогу «домовитись» із новим виконавцем. Відповідно, при додаванні замовника кожний виконавець має змогу «домовитись» про виконання нового завдання. Для оцінки прототипу агентної платформи запропоновано оцінити такі параметри, як обсяг виділеної оперативної пам’яті, обсяг навантаження процесора та кількість виділених потоків. Результати експериментів показують, що навіть при двох мільйонах створених агентів, використання процесора було у середньому близько 34%, а максимальне використання процесора – 65%. Це підтверджує припущення щодо ефективності реалізації архітектури багатоагентної системи на основі використання пакету розробки співпрограм Kotlin-coroutines. Зроблено висновок, що кількість агентів є головним параметром, який впливає на надійність та ефективність розробленої агентної платформи. Оскільки запропонована архітектура використовує неблокуючу структуровану багатонитковість і не використовує рефлексію виконання для синхронізації функцій вводу/виводу повідомлень та розподілу пам’яті, розроблене рішення демонструє певні переваги в контексті навантаження центрального процесору та використання пам’яті. З урахуванням технічних обмежень середовища тестування зроблено висновок, що розроблений прототип задовольняє висунутим вимогам та результати тестування є задовільними. Таким чином, інформаційна технологія інтелектуального аналізу бізнес-процесів вдосконалює та доповнює існуючий підхід до управління БП і не суперечить існуючій практиці, що свідчить про її практичну цінність та обґрунтованість використання. Проведено апробацію розроблених моделей, підходів та інформаційної технології в існуючі інформаційні системи ТОВ "ОПТІ КЛІМАТ", ТОВ Птахоцентр, ТОВ "Електронний світ". Отримані теоретичні та практичні результати використані у ХТТК НТУ "ХПІ" та впроваджено у навчальний процес на кафедрі програмної інженерії та інформаційних технологій управління НТУ "ХПІ".Документ Моделі, методи та інформаційні технології інтелектуального аналізу бізнес-процесів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Манєва, Росіца ІліяноваДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-практична задача створення інформаційної технології інтелектуального аналізу бізнес-процесів в умовах неконтрольованих змін зовнішнього середовища. Проведено аналіз систем підтримки прийняття рішень при формуванні організаційної структури робіт, досліджено особливості електронного бізнесу, який характеризується розподіленою системою замовників та виконавців, які спілкуються за допомогою віртуальних каналів, що обумовлює специфіку вирішення задачі. Запропоновано комплексний підхід до аналізу бізнес-процесів на основі багатоагентної моделі. Розроблено метод формування організаційної структури робіт в умовах неконтрольованих змін зовнішнього середовища за рахунок реалізації ситуативно-сценарного підходу та формалізації інтелектуальних процесів прийняття рішень. Проведено аналіз особливостей проектування багатоагентних програмних систем. Розроблено інформаційну технологію інтелектуального аналізу бізнес-процесів за рахунок використання імітаційної багатоагентної моделі та методу відображення поточного стану ситуації у продукційній базі знань, що дозволяє забезпечити ефективність функціонування підприємства в умовах динамічного зовнішнього середовища. Розроблено прототип агентної платформи, заснованої на використанні формальних методів для проектування багатопотокових систем. Проведено апробацію розроблених моделей, підходів та інформаційної технології.