122 "Комп'ютерні науки"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/47370

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 11 з 11

Методи та інформаційна технологія інформетрії в академічному інформаційному середовищі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Главчева, Юлія Миколаївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії (PhD) за спеціальністю 122 – Комп'ютерні науки – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2020. Об'єктом дослідження є процес оцінювання наукової діяльності. Предметом дослідження є моделі, методи та інформаційна технологія підвищення якості процесу оцінки наукової діяльності. У вступі обґрунтовано актуальність досліджуваної теми. Описано зв'язок роботи з науковими програмами, планами та темами, наведено наукову новизну, а також, сформульовано практичне значення отриманих результатів. В першому розділі здійснено аналітичний огляд підходів до реалізації процесу оцінки наукової діяльності. Виконано аналіз інформаційно-аналітичних пошукових систем, виділено авторитетні джерела наукометричних даних, проаналізовано основні наукометричні показники та метрики, які застосовуються на практиці. Визначено складові наукометричних систем та фактори, які впливають на їх якість. Під оцінкою наукової діяльності розуміємо дослідження якості наукового процесу, а саме якісного проведення усіх етапів наукової роботи, у тому числі якості наукових публікацій. Якість та оригінальність наукового дослідження може бути забезпечено унеможливленням академічного шахрайства, тобто виявленням потенційного академічного плагіату. Оригінальним текстом є текст, який створений автором самостійно, у якому всі використані текстові запозичення мають посилання на першоджерело. Тому дослідження включає завдання зі створення інформаційної технології визначення авторського стилю для ідентифікації автора та методу виділення авторської ідеї, пошук документів, ідеї в яких є семантично подібні. На основі аналізу складових процесу оцінки наукової діяльності сформовано основні напрямки досліджень та визначено основні задачі дисертаційної роботи. В другому розділі розглянуто питання та описана розроблена інформаційна технологія визначення авторського стилю в академічних текстах українською та російською мовами. Дослідниками світу виділяються різні групи стилометричних властивостей. Але не всі властивості однаково ефективні для будь-якої мови та будь-яких текстів. У роботі групу стилометричних властивостей було застосовано до академічних текстів українською та російською мовами. Сформовано модель представлення тексту у вигляді стилометричних наборів ознак. На базі цієї моделі виділено стилометричні властивості, за допомогою яких можлива ідентифікація автора тексту. Запропоновано використання методів контекстного моделювання та машинного навчання для проведення класифікації текстів на базі стилометричних властивостей за визначеними класами (за авторами). В третьому розділі розглянуто питання визначення авторської ідеї академічного тексту українською мовою для визначення замаскованого інтелектуального академічного плагіату. Адаптовано графовий метод (TextRank) до особливостей наукового тексту для вилучення основної ідеї тексту, тобто формування реферату. Розроблено метод визначення авторської ідеї на основі аналізу анафоричних зв'язків та адаптованого методу TextRank. Для опису семантичних зв’язків між реченнями використано апарат алгебри скінченних предикатів та предикатних операцій, метод компараторної ідентифікації, побудовано логічну мережу. Четвертий розділ присвячено розгляду методів побудови рейтингів академічних установ. Розглянуто методи оцінювання наукової діяльності академічних установ, та чинники, що впливають на якість результату. Досліджено особливості публікаційної поведінки авторів. Визначено, що пріоритетне використання даних з публікаційної активності може призводити до маніпулювання цими даними. Проведено аналіз характеристик переліку використаних джерел. Розроблено метод до визначення якості переліку використаних джерел, як одного з якісних характеристик наукового документу. Аналіз національного рейтингу академічних установ Scopus показав певні недоліки. Запропоновано методику ранжування академічних установ з використанням даних наукометричних систем Scopus та Web of Science СС, яка враховує особливості оцінюваних об'єктів та обмеження бібліометричних методів. У п'ятому розділі виконано практичну реалізацію запропонованих інформаційної технології та методів. Показано використання коефіцієнтів різноманітності та статистичних параметрів тексту, лексичні та символьні властивості для ідентифікації авторського стилю написання тексту українською та російською мовами. Застосовано метод контекстного моделювання Prediction by Partial Matching та методи машинного навчання Naive Bayes, Naive Bayes Multinomial, Support Vector Machine, Decision Trees для вирішення задачі класифікації, а саме за визначеними авторів. Апробовано використання розробленого методу з виділення основної ідеї тексту. Таким чином, у дисертаційній роботі вирішується науково-прикладна задача з забезпечення підвищення якості процесу оцінки наукової діяльності. Її рішення реалізується шляхом розробки інформаційної технології, методів, методики та програмних додатків, що створюють передумови для підвищення якості результатів оцінки наукової діяльності за рахунок сприяння академічній доброчесності у академічному середовищі шляхом використання програмних засобів, забезпечення достовірності наукометричних показників та справедливих підходів при ранжуванні оцінюваних об'єктів. В роботі вперше отримано такі результати: вперше розроблено метод ідентифікації авторської ідеї академічного тексту, на основі інтелектуального аналізу даних, який відрізняється від існуючих новизною, та дозволяє визначити ознаки прихованого (інтелектуального) академічного плагіату в наукових роботах; вперше розроблено метод оцінки якості переліку використаних джерел, як одного з критеріїв оцінки якості статті, що дозволило акцентувати увагу рецензента та запобігти можливій маніпулятивній поведінці авторів. Отримала подальший розвиток інформаційна технологія визначення авторського стилю україномовних та російськомовних одноосібних академічних публікацій. Ця технологія заснована на методах машинного навчання і лінгвістичних технологіях, що дозволило створити єдину технологію визначення авторства. Удосконалено методику формування рейтингу академічних установ на основі показників інформетрії, яка враховує особливості досліджуваних об'єктів та обмеження бібліометричних методів. Дисертація є частиною науково-дослідних робіт, виконаних на кафедрі Інтелектуальних комп’ютерних систем "Розробка моделей та методів ідентифікації процесів екстракції знань у слабоструктурованих масивах інформації" (2017/2018 р., № ДР 0117U004726). Розроблені інформаційна технологія, методи, методика та програмний додаток впроваджені: − в ТОВ "Видавнича служба УРАН" Асоціації користувачів Української науково-освітньої телекомунікаційної мережі "УРАН" реалізується метод ідентифікації авторської ідеї академічного тексту, на основі інтелектуального аналізу даних; − в процес обробки текстових даних при вирішенні практичних завдань "Фірми SOLTI" упроваджено інформаційну технологію обробки природньої мови та визначення письмового стилю для ідентифікації автора; − в роботу Наукової бібліотеки Національного юридичного університету ім. Ярослава Мудрого; − у науково-технічній бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" з метою забезпечення професійного виконання наукометричної експертної оцінки та задля якісного та швидкого задоволення методичних та інформаційних потреб користувачів; − в навчальний процес кафедри інформаційних ресурсів та комунікацій освітньої установи Білоруського державного університету культури та мистецтв (м. Мінськ, Білорусь); − в навчальний процес кафедри інтелектуальних комп'ютерних систем факультету соціально-гуманітарних технологій Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" (м. Харків, Україна).
Моделі та інформаційна технологія аналізу та підвищення якості структури бізнес-процесів складних систем
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Копп, Андрій Михайлович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 "Комп’ютерні науки". – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2020. Об’єктом дослідження є процес синтезу структури та реструктуризації бізнес-процесів складних систем. Предметом дослідження є моделі та інформаційна технологія аналізу та підвищення якості структури бізнес-процесів на основі використання різних нотацій моделювання. Дисертацію присвячено вирішенню науково-практичної задачі – розробці моделей та інформаційної технології аналізу та підвищення якості структури бізнес-процесів складних систем. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, зазначено зв’язок роботи з науковими темами, сформульовано мету і задачі дослідження, визначено об’єкт, предмет та методи дослідження, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено інформацію про практичне використання, особистий внесок здобувача, апробацію результатів дослідження та їх висвітлення у публікаціях. Приводяться відомості щодо структури та обсягу дисертаційної роботи. У першому розділі проведено аналіз процесу синтезу структури та реструктуризації бізнес-процесів складних систем як об’єкта дослідження. Виділені проблеми, які в даний момент ще не вирішені і є актуальними з точки зору аналізу та підвищення якості структури бізнес-процесів. Детально розглянуті найбільш популярні та поширені нотації опису структури бізнес- процесів (BPMN, EPC, IDEF0 та DFD); сучасні підходи щодо накопичення та аналізу колекцій моделей бізнес-процесів з метою їх повторного використання; формати представлення структури бізнес-процесів (XPDL, AML, BPMN 2.0). Розглянуто існуючі методи та засоби аналізу та підвищення якості структури бізнес-процесів. В результаті здійсненого огляду було визначено, що у розглянутих літературних джерелах не представлені формальні методи, які б дозволили виявити порушення правил побудови структури бізнес-процесів, представлених за допомогою різних нотацій моделювання, та сформувати рекомендації щодо їх усунення. Сформульовано постановку задачі дослідження проблем, які було виявлено під час аналізу процесу синтезу структури та реструктуризації бізнес-процесів складних систем в ролі об’єкта дослідження. Основними з даних проблем є: формалізація правил побудови моделей бізнес-процесів на основі різних нотацій моделювання; розробка узагальненого критерію якості моделей бізнес-процесів; формування методу аналізу та вдосконалення структури бізнес-процесів; розробка моделей, призначених для формування рекомендацій щодо усунення виявлених порушень правил побудови моделей бізнес-процесів; розробка інформаційної технології аналізу та підвищення якості структури бізнес-процесів. У другому розділі сформовано теоретичні основи аналізу та підвищення якості структури бізнес-процесів. На основі рекомендацій щодо побудови моделей бізнес-процесів визначено та формалізовано правила побудови моделей бізнес-процесів з використанням різних нотацій моделювання. Сформовано окремі критерії та розроблено узагальнений критерій якості моделей бізнес-процесів на основі методу адитивної згортки критеріїв. На основі виконаних досліджень отримали подальший розвиток: – метод кількісного аналізу структури бізнес-процесів за рахунок формування коефіцієнтів збалансованості, які, на відміну від існуючого, враховують різні елементи структури бізнес-процесу та особливості їх з’єднання, що дозволяє застосувати сформовані коефіцієнти для аналізу моделей бізнес-процесів у різних нотаціях з метою визначення їх відповідності правилам побудови; – метод оцінки якості моделей бізнес-процесів за рахунок формалізації правил побудови та формування узагальненого критерію якості замість окремих метрик якості моделей бізнес-процесів у певних нотаціях, що дозволяє оцінити якість моделі бізнес-процесу на основі єдиного кількісного показника. Третій розділ присвячено розробці моделей аналізу та підвищення якості структури бізнес-процесів. Було розглянуто метод аналізу та вдосконалення структури бізнес-процесів, який дозволяє виявити та усунути порушення правил побудови моделей бізнес-процесів при використанні різних нотацій моделювання, та відповідні моделі, призначені для формування рекомендацій щодо усунення виявлених порушень правил побудови моделей бізнес-процесів (необхідні зміни у кількості відповідних елементів структури бізнес-процесу та зв’язків між ними), що дозволяє підвищити їхню якість. Оптимізаційні задачі вирішуються на основі використання методу градієнтного спуску. Метод аналізу та вдосконалення структури бізнес-процесів базується на людино- машинній процедурі прийняття рішень, тому було запропоновано процедуру формування зрозумілих людині рекомендацій у вигляді текстових вказівок щодо вдосконалення структури бізнес-процесів на основі результатів вирішення оптимізаційних задач. З метою повторного використання досвіду щодо підвищення якості моделей бізнес-процесів було розроблено процедуру їх групування за подібністю щодо відповідності правилам побудови структури бізнес-процесу. В результаті виконаних досліджень було вперше: – розроблено метод аналізу та вдосконалення структури бізнес-процесів, що дозволяє виявити та усунути порушення правил побудови моделей бізнес-процесів при використанні різних нотацій моделювання; – розроблено моделі, призначені для формування рекомендацій щодо усунення виявлених порушень правил побудови моделей бізнес-процесів, що дозволяє підвищити якість структури бізнес-процесів. У четвертому розділі на основі опису процесу аналізу та підвищення якості структури бізнес-процесів були визначені функціональні можливості та сформульовані вимоги до інформаційної технології. Архітектура інформаційної технології базується на використанні сучасних технологій вилучення, обробки та збереження інформації про структуру бізнес-процесів. Робота користувача з отриманими результатами може здійснюватися як через веб-інтерфейс, так і на основі використання аналітичної приладової панелі, яка демонструє узагальнені результати аналізу та забезпечує підтримку прийняття рішень щодо підвищення якості структури бізнес-процесів. Працездатність розробленої інформаційної технології було перевірено на заздалегідь підготовлених моделях бізнес-процесів у різних нотаціях, в яких було навмисно допущено структурні помилки, які порушують правила побудови структури бізнес-процесів у нотаціях BPMN, EPC, IDEF0 та DFD, а також на повнорозмірній вихідній інформації щодо структури бізнес-процесів у різних нотаціях та різної галузевої приналежності. В результаті було удосконалено інформаційну технологію аналізу та підвищення якості структури бізнес-процесів, яка базується на використанні розроблених методу та моделей замість існуючих рішень, що дозволяє автоматизувати виявлення та усунення порушень правил побудови моделей бізнес-процесів при використанні різних нотацій моделювання. Аналіз отриманих результатів дослідження показав, що розроблений метод та моделі, на яких базується інформаційна технологія, на відміну від існуючих формальних методів та засобів, дозволяють не лише більш точно виявити помилки у структурі бізнес-процесів, поданих у нотаціях BPMN, EPC, IDEF0 та DFD, а й оцінити якість структури бізнес-процесу на основі єдиного кількісного показника та отримати рекомендації щодо її підвищення шляхом внесення необхідних змін у кількості відповідних елементів структури бізнес- процесу та зв’язків між ними. Наведено результати впровадження дисертаційного дослідження у ТОВ "Науковий Парк НТУ "ХПІ" (м. Харків), у Інституті монокристалів НАН України (м. Харків), у науково-дослідних роботах та навчальному процесі кафедри програмної інженерії та інформаційних технологій управління Національного технічного університету "ХПІ".
Моделі та методи формування підходу до управління проєктами у сфері інформаційних технологій
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Луценко, Світлана Юріївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 "Комп’ютерні науки". - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. Об 'єктом дослідження є процеси управління проектом. Предметом дослідження є моделі і методи вибору та формування підходу до управління проектом. Дисертацію присвячено вирішенню науково-практичної задачі - розробці моделей, методів та інформаційної технології вибору або формування підходу до управління проектами в ІТ-сфері. У вступі наведено обґрунтування теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі дослідження, визначено об’єкт, предмет та методи дослідження, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено інформацію про практичне використання, особистий внесок здобувана, апробацію результатів дослідження та їх висвітлення у публікаціях. Також приводяться відомості щодо структури та обсягу дисертаційної роботи. У першому розділі проведено аналіз актуальності задачі вибору та формування підходу до управління проектами, існуючих моделей і методів її вирішення. На основі огляду ряду досліджень проаналізовано вплив, який має підхід, що застосовується до управління проектами, на основні показники проекту та його успіх. Проведено аналіз застосовуваності існуючих підходів до управління проектами (гнучких, традиційних, гібридних), їх переваг та недоліків, умов застосування. Виділені проблеми пов’язані з вибором одного підходу з множини існуючих для управління певним проектом, а також створенням нового підходу. Детально розглянуті рекомендації та методи, запропоновані як вітчизняними, так і зарубіжними дослідниками та дослідницькими колективами щодо вибору певного підходу до управління проектом виходячи з основних характеристик проекту. Проаналізовані існуючі методи формування нового підходу до управління певним проектом. В результаті здійсненого огляду було визначено, що застосування відповідного умовам проекту підходу до управління підвищує якість управління проектом та ймовірність його успішного завершення. Також була виявлена необхідність узагальнення існуючих рекомендацій експертів щодо вибору та формування підходу до управління проектом. Встановлено, що жодним із запропонованих методів не враховується наявність нечіткості в існуючих рекомендаціях експертів. Результати чисельних досліджень вказують на те, що найбільшого позитивного ефекту можна досягнути шляхом створення спеціального підходу до управління проектом, наразі виникає необхідність вдосконалення, доповнення та актуалізації Узагальненого зводу знань з управління проектами, як основи для формування спеціального підходу. Проведений аналіз показав, що на сьогоднішній день задача формування підходу до управління проектами розглядається окремо від задачі вибору існуючого підходу, тоді як дані задачі можуть розглядатись комплексно: існує необхідність розробки інтегрованого методу вибору та формування підходу до управління проектами, що узагальнює досягнення дослідників у вирішенні обох задач. Другий розділ дисертаційної роботи присвячено вдосконаленню та доповненню Узагальненого зводу знань з управління проектами компонентами поширених підходів до управління проектами у сфері інформаційних технологій. В результаті виконання роботи була встановлена необхідність вдосконалення структури Узагальненого зводу знань з управління проектами для коректного відображення у ньому компонентів нових підходів (DSDM, FDD, Lean та SAFe). До Узагальненого зводу знань було додано новий, шостий розділ "Практики в управлінні проектами". Включення цього розділу дозволило здійснити важливі перетворення: практики підходів Kanban та ХР, що розглядались раніше з позиції процесів управління проектами, були виключені з розділу "Процеси управління проектами" та віднесені до відповідного розділу "Практики в управлінні проектами"; чотири розділи вдосконаленого Узагальненого зводу знань були доповнені компонентами таких поширених підходів до управління проектами як DSDM, FDD, Lean та SAFe (рівень команди проекту); інструменти мислення Lean та питання, яких вони стосуються, були відображені в Узагальненому зводі знань у якості додаткової інформації до розділу "Практики управління проектами" з метою надання допомоги особі, яка приймає рішення, при необхідності транслювання Lean-принципів у відповідні Agile-практики. У третьому розділі дисертаційної роботи запропоновано математичну модель та метод вибору підходу до управління проектами на основі нечітких уявлень щодо застосовності існуючих стандартів, керівництв та методологій управління проектами. Розроблені модель та метод дозволяють обрати найкращий підхід до управління проектом з таких популярних підходів, як керівництво РМВОК, стандарт IS021500, методологія PRINCE2, керівництво SWEBOK, методології Scrum, ХР та Kanban. Визначено ряд параметрів проекту та його середовища, які впливають на вибір підходу. Він включає: кількість людей, які беруть участь у проекті, досвід роботи замовника з цією командою проекту, досвід команди проекту в цій галузі та інші. Для кожного заданого параметра визначається його вага при виборі підходу до управління проектами. Практичне застосування методу проілюстровано на прикладі вибору підходу до управління проектом з розробки програмного забезпечення. Також у розділі запропоновано інтегрований метод вибору та формування підходу до управління конкретним проектом. Метод базується на застосуванні Узагальненого зводу знань з управління проектами. Практичне застосування методу проілюстровано на прикладі формування підходу до управління проектом, який присвячено розробці інформаційної технології "PMGuide". У четвертому розділі розроблено інформаційну технологію для вибору та формування підходу до управління проектами «PMGuide». Система «PMGuide» реалізує інтегрований метод вибору і формування підходу до управління проектами, дозволяє автоматизувати зберігання і обробку інформації, відображеної в Узагальненому зводі знань з управління проектами. Коректність реалізації програмного забезпечення була протестована і підтверджена шляхом вирішення практичного завдання. Розроблена система може бути використана в якості допоміжного інструменту при виборі і формуванні підходу для управління конкретним проектом, а також як засіб для роботи з даними, що містяться в Узагальненому зводі знань з управління проектами. В розділі також наведено опис мобільного застосунку, який був розроблений у відповідності до анкет, передбачених методом вибору підходу до управління проектом на основі нечітких уявлень. Застосування розроблених моделей та методів для вибору і формування підходів до проектів, що присвячені розробці програмного забезпечення, дозволило знизити трудомісткість та ризики проекту, а отже, підвищити якість управління і таким чином досягти мети роботи. Наведено результати впровадження дисертаційного дослідження у ТОВ "АС Нова" (м. Харків), у Мереф’янській міській раді (м. Мерефа), а також у науково- дослідній роботі та навчальному процесі кафедри стратегічного управління Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".
Моделі та інструментальні засоби розробки та супроводу варіабельних компонентів програмного забезпечення систем "Розумний будинок"
(Національний технічний інститут "Харківський політехнічний інститут", 2021) Товстокоренко, Олег Юрійович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 – комп’ютерні науки, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Міністерство освіти і науки України, Харків, 2021. Зміст анотації. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі підвищення ефективності процесів розробки та супроводу систем «Розумний будинок» шляхом застосування методів та засобів доменного моделювання для створення варіабельних компонентів програмного забезпечення (ПЗ) таких систем. У вступі до дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність теми дослідження, показано зв’язок роботи з науковими темами. Сформульовано мету дослідження, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, які базуються на застосуванні принципів прикладного системного аналізу, моделей та методів сучасної програмної інженерії, зокрема на використанні методів доменного моделювання, об’єктно-орієнтованих методах аналізу та синтезу ПЗ, кількісних метрик ефективності ПЗ, а також на використанні базових положень теорії управління, математичного апарату теорії множин, експертних методів теорії прийняття рішень і застосуванні уніфікованої мови моделювання UML (Unified Modeling Language) та мови моделювання SysML (System Modeling Language) для аналізу апаратно-програмних рішень. Описано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів. Наведено інформацію про практичне застосування та особистий внесок здобувача, апробацію результатів дослідження та їх висвітлення у публікаціях, а також містяться відомості щодо структури та обсягу дисертаційної роботи. У першому розділі здійснено аналітичний огляд підходів до супроводу варіабельних компонентів програмних систем різного призначення. Проаналізовано поточний стан розробок ПЗ у таких нових високотехнологічних предметних галузях як створення систем «Розумний дім» («Smart-Home» systems – SHS), які в свою чергу належать до більш широкого класу сучасних комп’ютеризованих систем: систем «Інтернету речей» (Internet of Things - IoT), і які представляють собою складні розподілені апаратно-програмні комплекси, що мають відповідні інтелектуальні інтерфейси для підтримки зручної роботи різних груп їх користувачів. Огляд розробок у галузі SHS-систем дозволив зробити висновок, що наразі існує значний прогрес саме у створенні ефективних апаратних рішень, але в той же час недостатньо опрацьованими залишаються питання підвищення ефективності процесів розробки та супроводу саме програмних компонентів шляхом забезпечення їх варіабельності та можливостей повторного використання у перспективних SHS, і це зумовлює актуальність цього дисертаційного дослідження. Представлена постановка задачі розробки та дослідження модельно-технологічного інструментарію для підвищення ефективності процесів розробки та супроводу варіабельних компонентів ПЗ систем «Розумний будинок». У другому розділі дисертації представлені методологічні основи для розробки та супроводу варіабельних компонентів ПЗ систем «Розумний будинок». Розглянуто можливість застосування доменного моделювання в якості концептуальної основи для аналізу властивостей варіабельності програмних компонентів систем «Розумний будинок» і проведено аналітичний огляд методів розробки варіабельних компонентів ПЗ систем «Розумний будинок». Проведено порівняльний аналіз CASE – засобів автоматизації процесів проектування та супроводу програмного забезпечення систем «Розумний будинок» і визначені особливості застосування гнучкої методології Scrum для побудови варіабельних програмних компонентів. На основі результатів виконаного порівняльного аналізу було виявлено, що метод доменного моделювання FeatureIDE має потужніші можливості для створення моделей варіабельних властивостей ПЗ. Додатково, FeatureIDE має можливість генерації коду продукту з вихідного коду окремих модулів відповідно до вибраної конфігурації продукту. В третьому розділі описано процес розробки моделей, процедур та інструментальних засобів для побудови і супроводу варіабельних програмних компонентів систем «Розумний будинок». Запропоновано операційну модель (ОМ) опрацювання вимог в контексті розробки варіабельних програмних компонентів за методологією Scrum. Ця ОМ дозволяє формалізувати процес управління змінністю вимог у процесі розробки варіабельних програмних компонентів «Розумний будинок», і вона передбачає формування спеціального інформаційного базису (InfBase), який містить текстовий опис множини вимог до компонентів ПЗ, артефактів програмного забезпечення, а також інформацію про ітерації проекту та ролі розробників ПЗ. Для опрацювання текстового опису вимог мотивовано обрано метод латентно-семантичного аналізу (ЛСА) у поєднанні з використанням коефіцієнта кореляції Пірсона для визначення ступеня семантичної подібності тексту опису різних вимог, що уможливлює їх розподіл на 3 окремі категорії: Core – це вимоги, що вже були реалізовані раніше, Var – це частково реалізовані вимоги, та New – це такі, що мають бути реалізовані уперше. На основі застосування запропонованої ОМ розроблена процедура побудови динамічного каталогу вимог для проектної ітерації. В залежності від того, до якої категорії (Core, Var, New) потрапить вимога, її буде оброблено тим чи іншим способом Це, в свою чергу, дозволяє скоротити їх кількість на етапі формування каталогу вимог окремого спринту, за рахунок чого стає можливим підвищення ефективності усього процесу опрацювання вимог у гнучкій методології Scrum. Також у третьому розділі запропоновано доменну модель варіабельних програмних компонентів на етапі супроводу системи «Розумний будинок», та розроблено процедуру оцінки показника ефективності супроводу програмних компонентів систем «Розумний будинок». Для забезпечення автоматизованої підтримки процедур побудови варіабельних програмних компонентів розроблені оригінальні архітектурні моделі відповідних інструментальних засобів. Четвертий розділ дисертації присвячено програмній реалізації та експериментальному дослідженню розроблених моделей та інструментальних засобів. Було проведено порівняння двох варіантів доменних моделей (ДМ) з використанням показника ефективності супроводу ПЗ. Розрахунки запропонованого показника базуються на обчисленні суми витрат часу, який є необхідним для підтримки певного функціоналу системи на етапі її супроводу. В контексті супроводу системи «Розумний будинок» це ї процес налаштування нових компонент в існуючій системі «Розумний будинок» (зокрема, це загальні мережеві налаштування, встановлення режимів роботи окремих компонентів ПЗ тощо). В результаті аналізу розрахунків критерію супроводу, застосування запропонованої модифікації архітектури системи «Розумний дім» веде до підвищення показника ефективності супроводу системи. Запропоновано архітектуру інструментального CASE - засобу для автоматизації ряду процесів супроводу варіабельних компонентів ПЗ систем «Розумний будинок». Розроблений прототип цього інструментального засобу дозволяє автоматизовано проводити розрахунки щодо визначення кількісних параметрів для показник ефективності: це складність доменної моделі з урахуванням змін для певного нового програмного модуля систем «Розумний будинок». На вхід CASE-засобу для аналіз подається розроблена доменна модель (у XML-форматі) та згенерований каркас вихідного коду на мові програмування Java. Отримані данні аналізу використовуються для вибору певної архітектурної реалізації нового програмного компоненту. Далі на основі обраного архітектурного рішення проводиться розробка та впровадження нового програмного модуля системи. Для експериментального дослідження розробленого підходу запропонована методика проведення експерименту з 8 основних етапів. Це забезпечує можливість автоматизації процесів попереднього аналізу та оцінки ефективності альтернативних варіантів розробки нових компонентів ПЗ «Розумний будинок». У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-прикладна задача підвищення ефективності процесів розробки та супроводу варіабельних компонентів програмного забезпечення систем «Розумний будинок» на основі використання методів доменного моделювання. В результаті проведених експериментів були отримані дані, що дозволяють зробити висновки щодо працездатності та доцільності застосування запропонованого підходу до визначення ефективності використання альтернативних архітектурних рішень: - для всіх експериментів з 2-ма обраними технологіями впровадження нового програмного модуля зберігається стала тенденція переваги застосування саме запропонованої технології впровадження нового програмного компоненту, що свідчить про відповідну достовірність отриманих експериментальних результатів; - шляхом застосування запропонованого підходу є можливим забезпечити зростання значення показника супроводу за рахунок скорочення кількості необхідних кроків, та, в кінцевому рахунку, зменшення часу, необхідного на розробку. Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному: вперше запропоновано: - операційну модель процесу управління вимогами з урахуванням ступеня їх варіабельності, яка на відміну від існуючих підходів, використовує метод латентного семантичного аналізу для опрацювання текстового опису вимог у поєднанні з методами доменного моделюванням програмного продукту, що дозволяє зменшити розмір каталогу вимог на кожну ітерацію (спринт) в гнучкому процесі розробки програмних компонентів за методологією Scrum; - архітектурні компонентні моделі інструментального програмного засобу для реалізації процесу опрацювання вимог із використанням запропонованої операційної моделі, що дозволяє частково автоматизувати процес аналізу варіабельних вимог, за рахунок чого скоротити час, необхідний для аналізу вимог на кожній проектній ітерації; удосконалено: інформаційну технологію управління програмними компонентами систем «Розумний будинок» шляхом розробки моделі варіабельності програмно-апаратних ресурсів та реалізації експертної процедури для попередньої оцінки їх структурної складності, що дозволяє зменшити час, необхідний в подальшому на налаштування та супровід таких систем; отримали подальший розвиток: методи інтеграції програмно-апаратних ресурсів систем «Розумний будинок» за рахунок розробки і використання альтернативних архітектурних моделей із урахуванням властивостей їх варіабельності, що забезпечило можливість автоматизувати процеси конфігурування нових програмних компонентів таких систем. Запропоновані моделі та технологічні процедури проектування і супроводу варіабельних програмних компонентів і розроблені для їх підтримки інструментальні програмні засоби були успішно використані для вирішення цих завдань при виконанні прикладної НДР МОН України «Концептуальні моделі, методи та технології створення адаптивних інформаційних систем на основі знання-орієнтованих підходів та засобів розробки програмного забезпечення» (№ ДР: 0121U110310) у Каразінському університеті, а також в розробках перспективних IT-проектів в австрійсько-українській компанії «Бітмедіа-Україна», ТОВ (м. Харків). Результати дисертаційного дослідження були також використані в навчальному процесі кафедри моделювання систем і технологій ХНУ імені В.Н. Каразіна у дисциплінах «Проектування інформаційних систем» і «Розробка та супровід проблемно-орієнтованих програмних систем».
Моделі, методи та інформаційна технологія планування підвищення рівня привабливості банка з точки зору клієнтів
(Національний технічний інститут "Харківський політехнічний інститут", 2021) Дабагян, Давид Олександрович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 «Комп’ютерні науки». – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2021. Об’єктом дослідження є процесс планування підвищення рівня привабливості банка з точки зору клієнтів. Предметом дослідження є моделі, методи та інформаційна технологія планування підвищення рівня привабливості банка на основі оптимального використання внутрішніх інвестицій В дисертаційній роботі вирішується науково-практична задача планування підвищення рівня привабливості комерційного банка з точки зору клієнтів за рахунок розподілу внутрішніх інвестицій по напрямкам діяльності банка. У вступі зазначено актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі дослідження, наведено обґрунтування наукової новизни та практичного значення отриманих результатів, особистий внесок здобувача, апробацію результатів та їх висвітлення у публікаціях. Наведено інформацію про структуру та обсяг роботи. У першому розділі виконано огляд стану проблем підвищення рівня привабливості банка на поточний час та огляд праць, присвячених проблемі оцінки банка клієнтами. В розділі вирішувалися дві задачі: визначення основних критеріїв оцінювання банка клієнтами (чим керується клієнт при виборі банка) та розгляд ступеню дослідженості проблематики підвищення рівня привабливості банка. Виділені основні проблеми існуючих підходів, які ще не вирішені, і є актуальними. З урахуванням визначених проблем існуючих підходів, сформульовано постановку задачі дослідження та мету роботи. Мета роботи досягається за рахунок вирішення ряда підзадач, основними з яких є: - синтез ієрархічної розподіленої системи критеріїв оцінки привабливості банка з точки зору клієнтів; - синтез моделі оцінки рівня привабливості окремого банка; - формулювання нечіткої динамічної моделі планування підвищення рівня привабливості банка; - реалізація алгоритма послідовного аналіза варіантів відносно планування підвищення рівня привабливості окремого банка; - розробка інформаційної технології системи підтримки прийняття рішень для планування підвищення рівня привабливості банка. Другий розділ присвячено вербальному опису та моделі оцінки рівня привабливості банка з точки зору клієнтів. На основі визначених у першому розділі критеріїв оцінювання банка клієнтами, побудовано ієрархічну систему критеріїв оцінки банка. Сформовано глобальну ієрархію критеріїв, на основі якої будуються локальні ієрархії, які є застосовними для оцінки певних банків. Таким чином, отримано інструмент оцінки певної множини банків – тобто, їх впорядкування за ступенем привабливості. Математичний апарат, який було застосовано при побудові ієрархічної системи критеріїв – метод аналізу ієрархій. Внаслідок того, що більшість критеріїв оцінювання банка є суб’єктивними та не може бути вимірена кількісно (наприклад, критерій «дистанційні сервіси») – оцінювання банків по критеріям здійснюється з використанням методу парних порівнянь Сааті. Для того, щоб зменшити ступінь впливу суб’єктивності оцінювань та кваліфікації експертів на результат оцінки, в процедуру оцінювання введено нечітку логіку. Отже, застосовується нечітка модифікація методу аналізу ієрархій. Третій розділ присвячено розробці динамічної моделі планування підвищення рівня привабливості банка. Розглянуто та застосовано різновид метода послідовного аналізу варіантів, а саме – алгоритм «Київський віник», для відсіву безперспективних варіантів розподілу інвестицій. З урахуванням того, що ефект від інвестування у певні критерії не є миттєвим, та слід розглядати задачу на певному періоді часу, задача вирішується на заданому плановому періоді, який ділиться на підперіоди. На кожному підперіоді можливі різні варіанти розподілу певної суми інвестицій, і метод послідовного аналізу варіантів використовується для того, щоб не розглядати завідомо безперспективні. Таким чином, результатом досліджень є динамічна модель планування підвищення рівня привабливості банка, яка базується на можливих допустимих варіантах розподілу інвестицій на кожному підперіоді планового періода. У четвертому розділі наведено відомості щодо проектування інформаційної технології. Визначено основні функціональні та нефункціональні вимоги. На основі розробленого методу та моделей, реалізовано інформаційну технологію системи підтримки прийняття рішень, для якої обрано еталонну системну архітектуру типу «клієнт-сервер», з «тонким» клієнтом та виділеним сервером застосунків. Було перевірено працездатність інформаційної технології на основі тестових (підготовлених) даних. Результати. У роботі виконано проектування та реалізацію запропонованих інформаційної технології, моделей та методів. Наукова новизна результатів роботи полягає в тому, що в роботі: - отримала подальшого розвитку статична модель оцінки привабливості банка з точки зору клієнтів за рахунок формування трьох складових: ієрархічної розподіленої системи кластерів клієнтів; нечіткої ієрархічної системи критеріїв оцінки привабливості банка; множини банків-конкурентів. Це дозволило синтезувати функцію корисності банка в конкурентному середовищі; - Вперше синтезовано динамічну модель інтегральної оцінки привабливості банка на плановому періоді з точки зору його потенційних клієнтів за рахунок використання методу послідовного аналізу варіантів, що дозволяє підвищити ефективність розподілу внутрішніх інвестицій банка; - вперше розроблено метод планування підвищення рівня привабливості банка з точки зору клієнтів, що дозволяє збільшити ефективність його функціонування; - удосконалено інформаційну технологію оцінки ступеня привабливості та планування підвищення привабливості банка, яка базується на використанні розроблених методу та моделей. Практичне значення має розроблена інформаційна технологія планування підвищення рівня привабливості банка, що базується на синтезованих методі та моделях, яку було перевірено на повнорозмірній вихідній інформації про стан трьох банків регіонального рівня у Харківській області. Також практична цінність дисертаційної роботи полягає у використанні її результатів у АТ «БАНК «ГРАНТ» - комерційному банку регіонального рівня у Харківській області; у навчальному процесі кафедри програмної інженерії та інформаційних технологій управління НТУ «ХПІ» при викладанні дисциплін «Теорія прийняття рішень», «Проектування інформаційних систем», «Архітектура та проектування програмного забезпечення»; у науково-дослідних роботах кафедри ПІІТУ НТУ «ХПІ». Дисертація є результатом виконання тематики кафедри програмної інженерії та інформаційних технологій управління Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Здобувач брав участь у науково-дослідних роботах К8005 №ДР – 0119U002555 «Розробка моделей та інформаційно-аналітичних технологій планування покращення якості процесу розробки програмного забезпечення та К8010 №ДР – 0121U108305 «Моделі, алгоритми та інформаційна технологія планування розвитку процесу розробки програмного забезпечення на основі моделі SPICE INT».
Багатоагентні моделі та методи збору та видобування бізнес-інформації у веб-просторі
(Національний технічний інститут "Харківський політехнічний інститут", 2021) Матвєєв, Олександр Миколайович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 – Комп’ютерні науки (12 – Інформаційні технології). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021. Об’єктом дослідження є процеси пошуку, збору та видобування даних у розподіленому інформаційному просторі. Предметом дослідження є моделі, методи та інформаційна технологія збору та видобування інформації у веб просторі на основі багатоагентної обробки даних. У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача збору та видобування бізнес-інформації у розподіленому інформаційному середовищі для забезпечення актуальності та ефективності рішень, що приймаються. Для вирішення поставлених задач використано наступні методи: системний аналіз для розробки концептуальної моделі веб-моніторингу; методи теорії штучного інтелекту та алгебри скінченних предикатів першого порядку для створення формальної архітектури агентів; метод компараторної ідентифікації, методи інтелектуального аналізу даних, методи побудови онтологій та методи математичної статистики для обробки даних, які зібрано із веб-сторінок; методи теорії прийняття рішень; уніфікована мова моделювання UML та методологія агентно-орієнтованого програмування для реалізації прототипу агентної платформи, заснованої на використанні формальних методів для проектування багатопотокових систем. У вступі дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність теми дослідження, зазначено зв’язок роботи з науковими темами, сформульовано мету і задачі дослідження, визначено об’єкт, предмет та методи дослідження, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено інформацію про практичне використання, особистий внесок здобувача, апробацію результатів дослідження та їх висвітлення у публікаціях. У першому розділі дисертаційної роботи проведено аналіз систем пошуку та моніторингу інформації, підходів для їх вирішення та аналіз недоліків існуючого апарата тематичного пошуку. Виділено проблеми, які в даний момент ще не вирішені і є актуальними з точки зору аналізу та підвищення ефективності прийняття бізнес рішень. Визначено напрямок підвищення ефективності процесів підтримки прийняття рішень за рахунок збору актуальних даних у веб-просторі. Розглянуто існуючі методи та засоби комплексного підходу до реалізації процесу пошуку даних веб-простору на основі інтелектуальних технологій. Проаналізовані найбільш популярні та широко використовувані парадигми програмування. В даній роботі пропонується використовувати агентну архітектуру при проектуванні системи моніторингу. Це пов’язано з її перевагами по відношенню до інших підходів. Обрано напрями досліджень, поставлено основні задачі дисертаційної роботи. У другому розділі дисертаційної роботи сформовано теоретичні основи підвищення ефективності прийняття бізнес рішень шляхом розробки багатоагентних моделей та методів збору та видобування бізнес-інформації у веб-просторі. Обгрунтовано використання математичного апарату алгебри скінченних предикатів, розроблено моделі пошуку, екстракції та видобування инфомації на основі використання компаратоної моделі. Розгляуто концепцію збору та видобування бізнес-інформації на основі використання багатоагентних систем. Агентна платформа є базовим інструментом створення інтелектуальних багатоагентних систем, що дозволяє створювати, знищувати, інтерпретувати, запускати і переміщати агентів. Основними функціями агентних платформ є: організація взаємодії агентів; передача повідомлень всередині платформи та між різними платформами; підтримка онтологій; управління агентами, їх життєвими циклами; пошук агентів і даних про них всередині системи; забезпечення безпеки агентів. Методологічну основу створення агентної платформи визначають стандарти MASIF (Mobile Agent System Interoperability Facility) та FIPA (Foundation of Physical Intelligent Agents). В роботі запропоновано використання стандартів FIPA, які надають базові визначення понять комунікації агентів. В основі багатоагентного підходу лежить поняття програмного агента, який реалізований і функціонує як самостійна спеціалізована комп’ютерна програма або елемент штучного інтелекту. Використання програмних агентів дозволяє підтримувати та вдосконалювати процес прийняття бізнес рішень. На основі проведених досліджень, відображених у даному розділі, були отримані наступні нові наукові результати: сформовано комплексний підхід до реалізації процесу збору даних веб-простору на основі інтелектуальних технологій; удосконалено модель екстракції бізнес-інформації. У третьому розділі удосконалено методи пошуку та збору бізнес-інформації за рахунок використання методу компараторної ідентифікації для побудови моделі оцінки релевантності веб-сторінки та багатоагентної моделі направленого пошуку, що надає можливість пошуку інформаційних ресурсів за принципом корисності для прийняття рішень. В цілому розроблені методи видобування бізнес інформації засновується на використанні багатоагентного підходу та формальної архітектури агента на основі компараторної ментальної моделі для пошуку та збору даних у веб-просторі, що надає комплексний підхід до вирішення задач збору бізнес-інформації, дозволяючи обґрунтовано приймати бізнес рішення. Цей підхід дозволяє забезпечити повноту та актуальність комерційної інформації, яка отримана з веб-простору, що підвищує ефективність прийняття бізнес рішень. Дослідження даного розділу дозволили одержати наступні результати: отримала подальший розвиток модель інтерпретації неповної суперечливої інформації, яку отримано шляхом збору та видобування у веб-просторі. У четвертому розділі дисертаційної роботи представлено основні результати щодо розробки інформаційної технології збору та видобування бізнес-інформації на основі запропонованого методу та розроблених моделей екстракції, інтерпретації та оцінки даних, що містяться у веб-просторі, шляхом реалізації багатоагентної моделі обробки даних. 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. Наведені вимоги обумовлюють вибір технологій реалізації інформаційної системи. В даній роботі розроблено прототип агентної платформи для реалізації багатопотокових систем у різних предметних областях. В роботі наведено результати експериментів, які засвідчують працездатність запропонованих моделей. Аналіз отриманих результатів дослідження показав, що сформований метод та розроблені моделі, на яких базується інформаційна технологія, на відміну від існуючих, надають можливість пошуку та збору інформації, яка є корисною для бізнесу з урахуванням семантики контенту веб-ресурсів, виключенням дублікатів та оцінки на повноту та достовірність даних. За дослідженнями даного розділу отримані наступні результати: створена специфікація вимог до програмного забезпечення; розроблено програмні компоненти серверної частини програмної системи, що дозволяє проводити екстракцію даних з віртуальних торгівельних площадок; проведено експерименти на придатність агентної платформи для вирішення задачі збору та видобування бізнес-інформації; проведено тестування розроблених програмних компонентів та доведено їх ефективність для реалізації багатоагентної обробки даних. Дисертаційна робота виконана у межах науково-дослідних робіт: «Створення моделей та методів збору та автоматизованої переробки бізнес-інформації у веб-просторі», № ДР 0119U002556; «Розробка методів моніторингу актуальних даних в системах організаційного управління» № ДР 0121U108870, в яких автор брав участь як виконавець окремих етапів. Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному: - Отримала подальший розвиток модель екстракції бізнес-інформації за рахунок введення предикатів еквівалентності змісту бізнес-інформації, яка дозволяє залучити слабкоструктуровану текстову інформацію для забезпечення повноти даних. - Отримала подальший розвиток модель інтерпретації неповних суперечливих неоднорідних даних та даних, що дублюються, яка на відміну від існуючих, комбінує статистичні методи та інтегральну оцінку якості отриманих даних, що дозволяє підвищити ефективність обробки даних та знизити залежність від суб’єктивізму експертних оцінок. - Удосконалено інформаційну технологію багатоагентного збору бізнес-інформації у розподіленому інформаційному просторі, яка дозволяє здійснювати видобування актуальних даних в режимі реального часу на основі використання апарату алгебри скінченних предикатів та комплексу еталонних моделей збору даних.
Моделі, методи та інформаційна технологія інтелектуальної обробки текстового опису товарів масового вжитку
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Іващенко, Оксана Віталіївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 - Комп’ютерні науки (12 - Інформаційні технології). - Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2023. У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача ідентифікації комплексного сприйняття семантики товарних пропозицій на онлайн-платформах електронної комерції шляхом інтелектуальної обробки текстового опису товарів, що дозволяє систематизувати пропозиції товарів та спростити пошук. Об’єктом дослідження є процес обробки текстової інформації в системах електронної комерції. Предметом дослідження є моделі, методи та інформаційна технологія інтелектуальної обробки текстового опису товарів масового вжитку. Метою дисертаційного дослідження є підвищення точності визначення схожості товарів масового вжитку на основі їх текстових описів, представлених в системі електронної комерції. При вирішенні завдань дисертаційного дослідження використані: методсистемного аналізу для розробки концепції інтелектуальної обробки текстового опису товарів масового вжитку; методи математичної статистики, методи теорії прийняття рішень; інструменти NLP для створення моделі текстового опису товарів, моделі оцінки схожості товарів, алгоритму створення тегового ядра та моделі еталонного товару; методи теорії інтелекту для розробки моделі визначення схожості товарних пропозицій, методи експертного оцінювання для збору даних на основі краудсорсінгу; стандарт IDEF та уніфікована мова моделювання UML для проєктування інформаційної технології та компонентів програмного забезпечення, компонентно-орієнтовані методи для розробки інформаційної технології інтелектуальної обробки текстових описів. У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, сформульовані мета, задачі та методи дослідження, відображено зв’язок дослідження з науковими програмами кафедри, наведено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, зазначено особистий внесок здобувача. В першому розділі здійснено дослідження стану розвитку електронної комерції, проблем та переваг, які супроводжують даний розвиток, проаналізовано особливості реалізації рекомендаційних систем, та запропоновані можливі покращення щодо реалізації та функціонування рекомендаційних систем. Виявлено, що багато дослідників акцентувало увагу на необхідності обробки текстової інформації представлення товару для систематизації та нормалізації інформації про товари та використання отриманої структурованої інформації для визначення схожості товарів, і, як наслідок для підвищення точності рекомендацій. Проведено аналіз сучасного стану завдань текстової обробки інформації, зокрема вирішення задач розпізнавання сутностей (entity resolution - ER) та визначення схожості товарів (item matching - IM), особливостей реалізації підходів щодо вирішення цих задач, проведено дослідження сучасних методів, підходів та алгоритмів, які використовуються для обробки текстової інформації, проаналізовано характеристики текстового представлення товарів, які використовують в сучасних підходах обробки текстової інформації в системах електронної комерції. У другому розділі обґрунтовано концепцію інтелектуальної обробки текстової інформації в системах електронної комерції, визначені основні етапи. Обґрунтовано необхідність використання алгоритмів векторизації та методів машинного навчання для обробки неструктурованих текстових даних. Розроблено модель представлення текстового опису товарів, яка є основою для подальшого аналізу та визначення схожості товарів. Запропоновано застосування етапу блокування (blocking) для зменшення складності обробки великого обсягу текстових описів, що дозволяє за рахунок поділу всього набору текстових даних на групи схожих товарів зменшити розрахункову складність алгоритмів співставлення текстових описів. Запропоновано модель гнучкого пайплайну оброки текстових даних, яка дозволяє оптимізувати параметри блокування за рахунок вибору конфігурації на основі наявної бібліотеки алгоритмів векторизації та кластеризації. У третьому розділі представлено методи співставлення та групування товарів в системі електронної комерції, розроблена модель визначення схожості товарів, яка базується на запропонованій у другому розділі моделі представлення текстового опису товарів. Запропоновано застосування підходу краудсорсінгу для збору додаткової інформації щодо визначення схожості товарів на основі порівняння зображень товарів та визначення колективної оцінки. Розроблено алгоритм побудови тегового ядра (множини ключових слів) для групи схожих товарів, який дозволяє визначити релевантні до кожного товару теги, які у сукупності характеризують всю групу схожих товарів та є найбільш вживаними в текстових описах товарів на онлайн платформах. Розроблена модель еталонного товару з урахуванням семантики текстового представлення та узагальнених значень артибутів. Розглянуто пошук товарів з використанням моделі еталонного товару на основі підходу навчання з підкріпленням. У четвертому розділі представлено розроблену інформаційну технологію інтелектуальної обробки текстових описів товарів та результати проєктування компонентів програмного забезпеченнчя. Інформаційна технологія базується на підході щодо створення гнучкого пайплану обробки текстових даних та включає в себе ряд процесів обробки та перетворення неструктурованої текстової інформації в змістовний структурований набір ключових слів (тегове ядро), які характеризують групу схожих товарів. Представлено прототип архітектурного рішення, яке використовує принципи компонентно-орієнтованої розробки. Також наведено основні результати експериментальних досліджень та апробації розроблених моделей, підходів, алгоритмів щодо інтелектуальної обробки текстової інформації, а також практичне впровадження підходу Результати експериментів підтверджують працездатність запропонованих моделей. У висновках коротко охарактеризовано вирішені завдання дисертаційної роботи, представлено теоретичну та практичну значущість отриманих результатів, наведено дані про впровадження та апробацію основних результатів дослідження. Наукова новизна проведеного дослідження полягає в наступному: 1 Удосконалено модель текстового опису товарів масового вжитку, що на відміну від існуючих базується на ідентифікації комплексного сприйняття людиною товарних пропозицій, що дозволяє підвищити точність визначення відповідності реальному товару за рахунок врахування семантики трьох складових опису (назва, характеристика, специфікація). 2 Удосконалено модель схожості товарів, яка дозволяє порівнювати споживчі характеристики товарів електронної комерції на основі їх текстового опису та, на відміну від існуючих, враховує вподобання споживачів та сприйняття текстового опису, що дозволяє систематизувати пропозиції та спростити пошук. 3 Дістала подальшого розвитку інформаційна технологія інтелектуальної обробки текстових описів товарів за рахунок вдосконалення моделі текстового опису товару, групування схожих товарів та представлення групи схожих товарів ядром тегів та еталонним товаром, що на відміну від існуючих підходів, дозволяє підвищити ефективність пошуку та ідентифікації товарів. Результати дисертаційної роботи впроваджено у навчальному процесі кафедри програмної інженерії та інтелектуальних технологій управління Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» (акт від 14.11.2022 р.), використано у науково-дослідних роботах "Розробка інформаційно-аналітичного забезпечення управління ефективністю та якістю в складних системах за умови євроінтеграції України» (ДР № 0117U004806), «Створення моделей та методів збору та автоматизованої переробки бізнес-інформації у веб-просторі» (ДР № 0119U002556), «Розробка методів моніторингу актуальних даних в системах організаційного управління» (ДР № 0121U108870), у яких здобувачка брала участь як виконавиця окремих етапів (акт від 01.11.2022 р.) та впроваджено для вирішення практичних завдань в діяльності ТОВ Фінпрогруп» (довідка від 06.01.2023 р.).
Інформаційні технології побудови композитних індикаторів на основі методів машинного навчання
(2023) Ямковий, Клим Сергійович
Дисертацiя на здобуття наукового ступеня доктора фiлософiї (PhD) за спецiальнiстю 122 – Комп’ютернi науки. — Нацiональний технiчний унiверситет “Харкiвський полiтехнiчний iнститут”, Харкiв, 2023. У дисертацiйнiй роботi вирiшено науково-практичне завдання розробки методiв та iнформацiйних технологiй побудови композитних iндикаторiв на основi ядерних методiв машинного навчання та оптимального узгодження експертної та статистичної iнформацiї. Об’єкт дослiдження – процеси побудови композитних iндикаторiв у задачах ранжування i багатокритерiального оцiнювання та вибору. Предмет дослiдження – методи та iнформацiйнi технологiї побудови композитних iндикаторiв з на основi оптимального узгодження експертної i статистичної iнформацiї та агрегацiї даних. Мета i задачi дослiдження – розробка методiв та iнформацiйних технологiй побудови композитних iндикаторiв основi ядерних методiв машинного навчання та оптимального узгодження експертної та статистичної iнформацiї з метою пiдвищення точностi отриманих моделей та обмеження їх складностi. У вступi обґрунтовано актуальнiсть теми дисертацiйної роботи, зазначено зв’язок роботи з науковими темами, сформульовано мету, задачi та цiлi дослiдження, визначено об’єкт, предмет та методи дослiдження, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатiв, наведено iнформацiю про практичне використання, особистий внесок здобувача, апробацiю результатiв дослiдження та їх висвiтлення у публiкацiях. Приводяться вiдомостi щодо структури та обсягу дисертацiйної роботи. У першому роздiлi проведено аналiз задачi побудови композитних iндикаторiв та огляд рiзних пiдходiв до їх побудови, зокрема, методiв машинного навчання. Наведено приклади використання композитних iндикаторiв у багатьох сферах для побудови рiзних узагальнених показникiв: людського розвитку, екологiчної ефективностi, iнвестицiйного портфеля тощо. Наведенi приклади використання композитних iндикаторiв в задачах ранжування: рекомендацiйнi системи iнтернет-магазинiв, рекомендацiйнi системи медiаконтенту, пошуковi системи (Google). Проаналiзованi рiзнi пiдходи та алгоритми у навчаннi ранжуванню: точковий, парний та списковий. Розглянуто метрики оцiнки якостi роботи алгоритмiв ранжування, якi використовуються для оцiнювання запропонованих алгоритмiв. Визначено особливостi збору та використання експертно-статистичної iнформацiї для побудови композитних iндикаторiв. Обґрунтовано вибiр мети i задач роботи. У другому роздiлi задача побудови композитного iндикатора сформульована в термiнах машинного навчання, отримано розв’язання задачi побудови нелiнiйної моделi композитного iндикатору на основi ядерної рiджрегресiї. Проаналiзовано методи узгодження рiзнорiдної експертної iнформацiї, що дозволяють знайти компромiс мiж експертними оцiнками композитних iндикаторiв та статистичними оцiнками часткових показникiв. Обґрунтовано запропонований метод оптимального узгодження експертної i статистичної iнформацiї за допомогою регуляризацiї ядерної регресiї з використанням апрiорної iнформацiї щодо важливостi часткових показникiв, що суттєво пiдвищує точнiсть отриманих моделей. У третьому роздiлi наведено принципи концепцiї великих даних та описанi проблеми, якi виникають при збiльшенi обсягiв iнформацiї, що використовується для побудови композитних iндикаторiв. Запропоновано використовувати методи агрегування даних для зменшення складностi ядерної моделi. Розглянуто методи групування та кластеризацiї для агрегацiї даних. Для пiдвищення точностi та ефективностi кластеризацiї запропоновано використовувати регуляризацiю за допомогою цiльової змiнної на етапi розрахунку вiдстанi мiж точками в просторi ознак, викладено запропонований метод регуляризованої кластеризацiї. Визначено проблему недостатньої розмiтки даних, яка особливо часто виникає при збiльшеннi кiлькостi даних. Для розв’язання цiєї проблеми запропоновано використовувати методи напiвкерованого навчання на основi графової регуляризацiї та ядерного трюку пiд час оптимiзацiї нелiнiйної функцiї переваг. Для розв’язання зазначених проблем розроблено двоетапний алгоритм агрегацiї даних, який використовує як глобальнi, так i локальнi патерни у структурi набору пiд час агрегацiї. Такий пiдхiд дозволяє значно скоротити розмiр вибiрки при збереженнi всiх властивостей та шаблонiв. У четвертому роздiлi наведено опис запропонованої iнформацiйної технологiї для побудови композитних iндикаторiв методами машинного навчання, яка реалiзує розробленi у роботi методи та алгоритми. Розроблена iнформацiйна технологiя реалiзована у виглядi бiблiотеки мовою програмування Python з вiдкритим похiдним кодом та наслiдуванням iнтерфейсiв бiблiотеки scikit-learn та вiдповiдає усiм вимогам методологiй розробки проєктiв у сферi машинного навчання та аналiзу даних, а саме KDD та CRISP-DM. Перевiрено працездатнiсть розробленої iнформацiйної технологiї, точнiсть запропонованих алгоритмiв та проаналiзовано отриманi результати дослiдження. Для цього використано декiлька багатомiрних наборiв даних, якi представляють рiзнi доменi областi. Результати показали працездатнiсть та ефективнiсть запропонованих у роботi методiв та алгоритмiв. У висновках наведено основнi результати дисертацiйної роботи щодо вирiшення поставлених наукових задач дослiдження. За результатами дослiдження отримано такi науковi результати: 1. Вперше розроблено метод побудови композитних iндикаторiв з використанням нелiнiйної функцiї переваг, що вiдрiзняється поєднанням ядерних методiв машинного навчання з рiдж-регресiєю та забезпечує можливiсть побудови нелiнiйних моделей; 2. Отримали подальший розвиток методи узгодження експертної i статистичної iнформацiї, вперше запропоновано метод оптимального узгодження з використанням регуляризуючого функцiоналу, що мiстить експертнi оцiнки, що забезпечує пiдвищення точностi отриманих моделей; 3. Вперше розроблено алгоритм двоетапної агрегацiї даних, який використовує iдею пошуку глобальних i локальних патернiв у вибiрцi та регуляризовану кластеризацiю, що дозволяє значно зменшувати розмiр набору даних при збереженнi його властивостей та характеристик та будувати редукованi моделi iндикаторiв; 4. Вперше запропоновано метод регуляризацiї при побудовi нелiнiйних моделей iндикаторiв, який використовує немаркованi експертами спостереження з використанням напiвконтрольованого графового пiдходу у поєднанi з ядерними методами, що забезпечує можливiсть використаня даних з обмеженою експертною iнформацiєю; 5. Вдосконалена iнформацiйна технологiя для побудови композитних iндикаторiв методами машинного навчання, що вiдрiзняється комбiнацiєю пiдходiв, а саме, використанням ядерних методiв машинного навчння, оптимального узгодження експертної та статистичної iнформацiї, агрегацiї даних та напiвкерованого навчання. Результати роботи впроваджено у науково-дослiдних роботах та навчальному процесi кафедри комп’ютерної математики i аналiзу даних Нацональнго політехнiчного унiверситету “Харкiвський політехнiчний iнститут”. Запропонованi методи та iнформацiйна технологiя можуть бути повною мiрою впровадженi в органiзацiях всiх галузей економiки для пiдвищення якостi вибору альтернатив та автоматизацiї процесiв побудови композитних iндикаторiв i ранжування.
Інформаційна технологія планування підвищення якості підмножини процесів еталонної моделі зрілості SPICE
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бурлаков, Георгій Олександрович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 – Комп’ютерні науки (12 – Інформаційні технології). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2023. У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача планування підвищення якості підмножини процесів еталонної моделі зрілості SPICE (Software Process Improvement and Capability dEtermination) шляхом розробки відповідної динамічної моделі, що дозволяє на основі цільового профайлу (Key Performance Indicator – KPI) на плановому періоді побудувати оптимальну стратегію підвищення рівня можливості окремих практик і процесів в умовах обмежених ресурсів. Об’єктом дослідження є процес планування підвищення якості підмножини процесів еталонної моделі зрілості SPICE. Предметом дослідження є моделі, метод та інформаційна технологія планування підвищення якості підмножини процесів еталонної моделі зрілості SPICE. Метою дисертаційного дослідження є підвищення рівня зрілості процесу розробки програмного забезпечення ІТ-компанії на основі розробки інформаційної технології планування підвищення якості підмножини процесів моделі SPICE. Дисертаційне дослідження базується на комплексному використанні: інженерії якості програмних систем і теорії системного аналізу; теорії корисності, на основі якої побудовано цільову функцію моделі; методу послідовного аналізу варіантів і його реалізації – алгоритму «Київський віник»; методу багатокритеріальної оптимізації в межах теорії прийняття рішень. При розробці інформаційної технології використовується стандарт IDEF, уніфікована мова моделювання UML, компоненто-орієнтовані методи програмних систем. У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, сформульовані мета задачі та методи дослідження, відображено зв'язок дослідження з науковими програмами кафедри, наведено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, зазначено особистий внесок здобувача. У першому розділі проведено аналіз існуючих проблем підвищення якості процесу розробки програмного забезпечення (ПР ПЗ). Розглянуті моделі та технології, які спрямовані на покращення якості ПР ПЗ. Окремо визначені моделі зрілості СММІ (Capability Maturity Model Integration) та SPICE. Ретельно розглянута модель SPICE, її окремі процеси і підпроцеси, а також практики, які в них входять. Визначені існуючі проблеми забезпечення високого рівня якості об’єкта дослідження. Наведено постановку задачі дослідження та основні проблеми, які визначено при розгляді об’єкта дослідження. На основі аналізу проблем ставиться мета дисертаційного дослідження і задачі для реалізації поставленої мети. Перелік цих задач відповідає структурі дисертації. Другий розділ присвячено вербальному опису та моделі планування підвищення якості підмножини процесів еталонної моделі зрілості SPICE. Вербальний опис технології складається з окремих етапів. Перший етап присвячено формалізації структури еталонної моделі SPICE, яка на відміну від моделі СММІ має тільки безперервний варіант розвитку. Другий етап – метод оцінки рівня можливості окремого процесу еталонної моделі зрілості SPICE. Цей етап є ключовим з погляду формалізації оцінки рівня можливості окремого процесу. На третьому етапі реалізується модель планування розвитку підмножини процесів моделі SPICE. На четвертому етапі розроблено алгоритм планування розвитку підмножини процесів на основі методу послідовного аналізу варіантів, який дозволяє під час його використання відкинути ті допустимі варіанти рішень, які не містять оптимальних. П’ятий етап присвячено інформаційній технології планування підвищення якості підмножини процесів моделі SPICE. На шостому етапі завдяки інформаційній технології сформовано множину варіантів плану підвищення якості ПР ПЗ з метою підтримки прийняття рішень особою, що приймає рішення. Модель планування підвищення якості підмножини процесів еталонної моделі зрілості SPICE формується на основі моделі оцінки рівня можливості окремого процесу. Постановку задачі дослідження розглянуто з погляду теорії підтримки прийняття рішень на основі трьох груп критеріїв: рівень досягнення поставленої мети; ресурсне забезпечення; час, необхідний для вирішення поставленої задачі. Задача розглядається для перших двох груп критеріїв з виділенням першої у якості основного критерію, а критерії другої групи віднесено до обмежень. Сформована адитивна цільова функція, яка визначає показник збільшення інтегрального рівня можливості підмножини процесів на всьому плановому періоді. У третьому розділі роботи розглядається алгоритм планування розвитку процесу розробки програмного забезпечення на основі методу послідовного аналізу варіантів (ПАВ). У роботі ідея методу ПАВ реалізована у вигляді алгоритму «Київський віник», який є багатокроковим процесом. На кожному підперіоді планування вирішується задача «відмітання» множини неконкурентоспроможних варіантів. Використання алгоритму дозволяє знайти оптимальний варіант розв’язання задачі. Об'єкт дослідження – ПР ПЗ є слабко структурованою складною системою, для якої наведено основні властивості. Тому задачі, які стоять перед ним не можуть бути вирішені у повній мірі без залучення експертів з метою використання їхніх знань, досвіду, компетентності для побудови адекватних моделей об’єкта дослідження. Розглянуто основні бізнес-процеси технології планування підвищення якості підмножини процесів моделі SPICE. На основі представленої технології розроблена система підтримки прийняття рішень. Визначено чотири основні блоки технології: оцінка поточного стану ПР ПЗ; формування вхідної інформації задачі; формування математичних моделей; вирішення задачі. Технологія визначає послідовність використання окремих бізнес-процесів на основі стандарту IDEF. У четвертому розділі представлено розроблену інформаційну технологію планування підвищення якості підмножини процесів еталонної моделі зрілості SPICE та результати досліджень. Послідовність розробки інформаційної технології наступна: формування вимог до програмного забезпечення і діаграми варіантів використання; розробка моделей даних; обґрунтування вибору інструментарію для розробки ПЗ; вибір еталонної системної архітектури. На основі перевірки працездатності інформаційної технології проведені дослідження та їхній аналіз. У висновках коротко наведено основні результати, які отримано при вирішенні задач, поставлених у дисертаційному дослідженні для досягнення мети роботи. Наукова новизна проведеного дослідження полягає у наступному. Вперше: 1) розроблено метод вирішення задачі планування підвищення якості підмножини процесів еталонної моделі зрілості SPICE, що дозволяє покращити якість розробки ПЗ; 2) розроблено модель оцінки рівня можливості окремого процесу еталонної моделі зрілості SPICE, що дозволяє її використання при формуванні моделі планування підвищення якості підмножини процесів моделі SPICE. Отримали подальший розвиток: 1) модель та алгоритм підвищення рівня зрілості ПР ПЗ за рахунок планування підвищення якості підмножини процесів еталонної моделі зрілості SPICE, що у подальшому дозволяє отримати можливість враховувати особливості функціонування конкретної ІТ-компанії; 2) інформаційна технологія системи підтримки прийняття рішень при вирішенні задачі покращення якості ПР ПЗ за рахунок формалізації окремих процесів еталонної моделі зрілості SPICE і розробки моделі та алгоритму планування підвищення якості підмножини її процесів, що дозволяє у подальшому розробити технологію підвищення якості всього ПР ПЗ з урахуванням особливостей функціонування конкретної ІТ-компанії. Результати дисертаційного дослідження впроваджено у навчальному процесі кафедри програмної інженерії та інтелектуальних технологій управління, використано у ініціативних роботах науково-дослідної частини НТУ «ХПІ»: «Розробка моделей та інформаційно-аналітичних технологій планування покращення якості процесу розробки програмного забезпечення» (№ ДР 0119U002555) та «Моделі, алгоритми та інформаційна технологія планування розвитку процесу розробки програмного забезпечення на основі моделі SPICE INT» (№ ДР 0121U108305), у яких здобувач брав участь як виконавець окремих етапів. The dissertation on gaining the scientific degree of Philosophy Doctor, specialty 122 – Computer Science (12 - Information Technologies). – National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute» of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2023. The scientific and practical task of quality improvement planning of a processes subset of the SPICE (Software Process Improvement and Capability dEtermination) maturity reference model is solved in the dissertation by developing a corresponding dynamic model, which allows building an optimal strategy based on the target profile (Key Performance Indicator - KPI) within a planning period to increase the level of possibility of individual practices and processes under conditions of limited resources. The object of the study is the process of quality improvement planning of a processes subset of the SPICE maturity reference model. The subject of the study is the models, method and information technology of quality improvement planning of a processes subset of the SPICE maturity reference model. The aim of the dissertation research is to increase the level of maturity of the software development process of an IT company based on the development of information technology for quality improvement planning of a processes subset of the SPICE. The dissertation research is based on the complex use of: quality engineering of software systems and the theory of system analysis; utility theory, on the base of which the target function of the model is built; the method of sequential analysis of options and its implementation - the "Kyiv broom" algorithm; the method of multi-criteria optimization within the framework of decision-making theory. In the development of information technology, the IDEF standard, the unified modeling language UML, and component-oriented methods of software systems are used. The relevance of the research topic is substantiated, the goal of the task and research methods are formulated, the connection of the research with the scientific programs of the department is reflected, the scientific novelty and practical significance of the obtained results are given, and the personal contribution of the winner is indicated in the introduction. In the first chapter, an analysis of the existing problems of improving the quality of the software development process (SDP) was carried out. The considered models and technologies aimed at improving the quality of SDP. CMMI (Capability Maturity Model Integration) and SPICE maturity models are defined separately. The SPICE model, its separate processes and sub-processes, as well as the practices included in them, are carefully considered. The existing problems of ensuring a high level of quality of the research object are identified. The problem statement of the research and the main problems are presented when considering the research object. Based on the analysis of the problems, the goal of the dissertation research and the tasks for the realization of this goal are set. The list of these tasks corresponds to the structure of the dissertation. The second section is devoted to the verbal description and quality improvement planning of a processes subset of the SPICE maturity reference model. The verbal description of the technology consists of separate stages. The first stage is devoted to the formalization of the structure of the SPICE reference model, which, unlike the SMMI model, has only a continuous version of development. The second stage is a method of assessing the level of possibility of a separate process of the SPICE reference maturity model. This stage is key one from the point of view of formalizing the assessment of the level of possibility of a separate process. At the third stage, the model for planning the development of a subset of SPICE model processes is implemented. At the fourth stage, an algorithm for planning the development of a subset of processes was developed based on the method of sequential analysis of options, which allows, during its use, to reject those permissible options for solutions that do not contain optimal ones. The fifth stage is dedicated to information technology planning for improving the quality of a subset of SPICE model processes. At the sixth stage, thanks to information technology, a set of variants of the plan for improving the quality of PR software was formed in order to support decision-making by the decision-maker. The model of quality improvement planning of a processes subset of the SPICE maturity reference model is formed on the basis of a model for assessing the level of capability of an individual process. The formulation of the research task was considered from the point of view of the theory of decision-making support based on three groups of criteria: the level of achievement of the set goal; resource provision; the time required to solve the task. The problem is considered for the first two groups of criteria, with the first being selected as the main criterion, and the criteria of the second group are classified as limitations. An additive objective function is formed, which determines the indicator of the increase in the integral level of the possibility of a subset of processes over the entire planning period. In the third section of the work, the algorithm for planning the development of the software development process based on the method of sequential analysis of options (SAO) is analysed. In the work, the idea of the SAO method is implemented in the form of the "Kyiv Broom" algorithm, which is a multi-step process. At each planning sub-period, the task of "sweeping out" a set of non-competitive options is solved. Using the algorithm allows finding the optimal solution to the problem. The object of the research is the software DP that is a weakly structured complex system, for which the main properties are given. Therefore, the tasks facing it cannot be fully solved without the involvement of experts in order to use their knowledge, experience, and competence to build adequate models of the research object. The main business processes of the quality improvement planning technology of a subset of SPICE model processes are considered. Based on the presented technology, a decision support system was developed. Four main blocks of technology have been identified: assessment of the current state of software DP; formation of input information of the task; formation of mathematical models; solving the problem. The technology defines the sequence of use of individual business processes based on the IDEF standard. The fourth chapter presents the developed information technology for quality improvement planning of a subset of SPICE maturity reference model processes and research results. The sequence of development of information technology is as follows: formation of requirements for software and diagram of use cases; development of data models; justification of the choice of tools for software development; choice of reference system architecture. The research and its analysis were conducted on the basis of information technology performance testing. The main results that were obtained when solving the problems set in the dissertation research to achieve the goal of the work are briefly presented in the conclusions. The scientific novelty of the conducted research is as follows. For the first time: 1) a method for solving the problem of quality improvement planning of a processes subset of the SPICE maturity reference model was developed, which allows improving the quality of software development; 2) a model for assessing the level of possibility of a separate process of the reference maturity model SPICE was developed, which allows its use while forming a planning model for improving the quality of a subset of SPICE model processes. The following were further developed: 1) a model and algorithm for increasing the level of maturity of PR software due to the quality improvement planning of a processes subset of the SPICE maturity reference model , which in the future makes it possible to take into account the peculiarities of the functioning of a specific IT company; 2) information technology of the decision-making support system when solving the problem of improving the quality of the PR software due to the formalization of individual processes of the reference maturity model SPICE and the development of a model and planning algorithm for improving the quality of a subset of its processes, which allows to further develop a technology for improving the quality of the entire software DP, taking into account the peculiarities of functioning of a specific IT company. The results of the dissertation research were implemented in the training process of the Department of Software Engineering and Intelligent Management Technologies, used in research works "Development of models and information-analytical planning technologies for improving the quality of the software development process" (RW No. 0119U002555) and "Models, algorithms and information technology for planning the development of the software development process based on the SPICE INT model" (RW No. 0121U108305), in which the applicant participated as an executor of separate stages.
Методи та інформаційна технологія вибору підходу та рівня зрілості організації при управлінні портфелем проєктів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Кподжедо, Максімільен Франсис Коффі
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктор філософії за спеціальністю 122 «Комп'ютерні науки». - Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2023. У дисертаційній роботі представлені результати проведених здобувачем досліджень, які виконують актуальне наукове завдання створення методів та інформаційної технології вибору підходу і рівня зрілості організації з управління портфелем проєктів, що має істотне значення для розвитку інформаційних технологій. Об’єкт дослідження – процеси управління портфелем проєктів. Предмет дослідження – методи та інформаційна технологія вибору підходу для управління портфелем проєктів і рівня зрілості організації в цій сфері. Управління портфелем проектів є однією з найважливіших функцій управління в сучасній організації (підприємстві). Від прийнятого підходу до управління портфелем проєктів залежить успіх досягнення стратегічних цілей організації. Під підходом до управління портфелем проєктів і програм розумітимемо методологію управління портфелем проєктів, для якої обрані методи виконання процесів, інструменти, шаблони документів. Відповідно методологія управління портфелем проєктів – певна та задокументована система принципів, правил, процесів, практик, життєвого циклу, організаційної структури, прописаних ролей, яка забезпечує управління портфелями проєктів в організації. Поняття методологія управління портфелем проєктів виділено для позначення принципово важливих складових підходу. Ці складові часто визначаються вибраним стандартом або настановою з управління портфелем. В даний час відомі ряд стандартів, настанов, фреймворків з управління портфелем проєктів. Існуючі стандарти, настанови, фреймворки в галузі управління портфелями проєктів орієнтовані на реалізацію проєктів за умов предиктивних, Agile або гібридних життєвих циклів. Наразі вибір підходу до управління портфелем проєктів та його вдосконалення виконується менеджерами організацій суб'єктивно, часто без відповідного досвіду та кваліфікації. Створення формалізованого методу для розв'язання цієї задачі є актуальним завданням. Але недостатньо тільки обрати підхід до управління портфелем проєктів, треба визначити рівень використання його можливостей, або рівень зрілості організації в цій галузі. За останні роки з'явилося багато моделей зрілості. Однак їх використання, як правило, є достатньо складним і потребує значних витрат. Більшість моделей зрілості не достатньо уваги приділяють саме управлінню портфелем проєктів. Актуальним для багатьох організацій є вибір оптимального рівня зрілості, який дасть змогу знайти компроміс між можливостями управління портфелем проєктів і вартістю. Для цього потрібно розробити відповідний метод розв'язання цієї задачі. Створені методи доцільно реалізувати у вигляді інформаційної технології, що дозволить підвищити ефективність їх використання. Виходячи з викладеного, актуальним є розв'язання наукового завдання створення методів та інформаційної технології вибору підходу і рівня зрілості організації з управління портфелем проєктів, яке має істотне значення для розвитку інформаційних технологій. Метою дисертаційної роботи є підвищення якості управління портфелем проєктів шляхом створення і застосування методів та інформаційної технології вибору підходу до управління портфелем проєктів і рівня зрілості організації в цій сфері. Вперше створено узагальнений звід знань з управління портфелями проєктів організації, який відрізняється своєю структурою та узагальненою таблицею процесів, що дозволяє обирати або формувати підходи до управління портфелями проєктів. Запропоновано структуру узагальненого зводу знань з управління портфелем проєктів. Вона включає принципи, процеси, практики, життєві цикли, організаційні структури, прописані ролі, зібрані з поширених стандартів, настанов з управління портфелями, публікацій у цій галузі з урахуванням думок фахівців. Застосовано стандарти та настанови: The standard for portfolio management, 4th ed. PMI, 2017; Management of Portfolios, AXELOS, 2011; ISO 21504: 2022. Project, program and portfolio management - Guidance on portfolio management, 2022; GOST Р 54870 ― 2011. Project management. Requirements for projects portfolio management; The standard for portfolio management, third ed. PMI, 2013. Розроблено узагальнену таблицю процесів зводу знань з управління портфелем. При створенні груп процесів узагальненої таблиці виходили з етапів програмно-цільового методу. Оскільки масштабовані гнучкі (Agile) фреймворки мають багато відмінностей від стандартів та настанов, які були включені до узагальненого зводу знань, вони розглянуті окремо. Найбільш поширеними в світі є такі масштабовані гнучкі фреймворки: Scaled Agile Framework (SAFe) та Scrum of Scrums. До узагальненого зводу знань додані емпіричні опори, цінності, принципи, компетентності, організаційні структури, ролі цих фреймворків. Компетентності SAFe додані до узагальненої таблиці процесів з управління портфелем проєктів. Вперше запропоновано метод вибору підходу для управління портфелем проєктів, який відрізняється мінімізацією ризиків, притаманних підходу, і витрат на його застосування з можливим урахуванням обмежень на допустимі витрати та час освоєння підходу в організації, що дозволяє підвищити якість управління. Вибір підходу пропонується здійснювати шляхом використання двох критеріїв: якість управління портфелем проєктів і вартість управління портфелем проєктів. Одним з показників, що може характеризувати якість підходу до управління портфелем проєктів, є ризики, властиві цьому підходу під час управління портфелем проєктів організації в конкретних умовах. Чим менші ці ризики, тим якісніший підхід застосовується. Для оцінювання потенційних ризиків підходу до управління портфелем проєктів запропоновано скористатися узагальненою таблицею процесів управління портфелем проєктів. Наслідки потенційних ризиків пропонується оцінювати за п'ятибальною шкалою. Для клітин таблиці, які не містять процесів управління, визначається добуток ймовірності настання ризикової події на наслідок такої події. Отримані добутки складаються. Якщо в деякій клітині узагальненої таблиці міститься процес управління, але експерти вважають, що в результаті недосконалості виконання даного процесу все одно зберігається ймовірність виникнення негативних наслідків, то відповідному наслідку може бути присвоєно ненульове значення. У цьому випадку оцінюється і ймовірність настання такої ризикової події. Після того, як отримано оцінки ризиків і витрат для альтернативних підходів до управління портфелем проєктів, вирішується двокритеріальне оптимізаційне завдання вибору найбільш відповідного підходу за критеріями ризики, вартість, з можливим урахуванням обмежень на допустимі витрати та час освоєння підходу в організації, що дозволяє підвищити якість управління. Створено математичну модель цього завдання. Вперше розроблено метод вибору рівня зрілості організації при управлінні портфелем проєктів, який відрізняється оцінюванням застосування принципів, функцій, життєвого циклу, спеціалізованої організаційної структури, прописаних ролей і відповідальностей за їхнє виконання, методів, інструментів, шаблонів та витрат на управління портфелем проєктів, що дозволяє підвищити якість управління; Працюючи над стратегією розвитку, організації, в тому числі, визначають майбутній стан управління портфелем проєктів, тобто обирають майбутній рівень зрілості організації у цій сфері. Запропоновано метод, який допоможе організаціям зробити цей вибір обґрунтовано. Сформульовано гіпотези, які покладені в основу методу. Особливістю методу є те, що методологія управління портфелем проєктів, яку застосовують в організації або яку розглядають, має бути представлена в узагальненій таблиці процесів. Оцінювання рівня зрілості організації здійснюється шляхом вибору відповідей на питання анкети відносно застосування принципів управління портфелем проєктів, виконання функцій управління портфелем проєктів, застосування поняття "життєвий цикл портфеля проєктів", наявності спеціалізованої організаційної структури для управління портфелем проєктів, прописаних ролей і відповідальностей за їхнє виконання в організації. Відповіді оцінюються за п'ятибальною шкалою. Кожний, фактор, який оцінюється, має вагу. Для завдання ваг застосовуються оцінки наслідків ризикових подій, які полягають у тому, що принципи, процеси, життєвий цикл, організаційну структуру не використовують. Оцінюються витрати на впровадження розглянутої методології управління портфелем проєктів організації за заданого ступеня її виконання, а також поточні витрати на її здійснення протягом планового періоду. Обчислюються середньорічні витрати. Вибір кращого рівня зрілості організації запропоновано здійснювати шляхом розв'язання задачі оптимізації рівня зрілості і витрат на його досягнення і підтримування. Вперше створено інформаційну технологію для формалізованого вибору підходу та пошуку оптимального рівня зрілості організації з управління портфелем проєктів, що дає змогу підвищити якість управління портфелем проєктів організації. Метод вибору підходу до управління портфелем проєктів використовується як управління під час виконання процесів 1) вибрати можливі підходи до управління портфелем проєктів; 2) оцінити для кожного підходу ризики та витрати; 3) вибрати найкращий підхід до управління портфелем проєктів. Як механізм при виконанні цих процесів запропоновано використовувати застосунок для вибору підходу до управління портфелем проєктів, який реалізує цей метод. Визначено вимоги до застосунка для вибору підходу до управління портфелем проєктів. При виконанні процесів 4) вибрати рівень використання можливостей кожного підходу, 5) оцінити рівень використання підходу, наслідки ризикових подій, витрати, 6) знайти оптимальний рівень зрілості використовується метод вибору рівня зрілості організації при управлінні портфелем проєктів. Як механізм використовують застосунок для вибору рівня зрілості організації в галузі управління портфелем проєктів. Цей застосунок реалізує метод вибору рівня зрілості організації при управлінні портфелем проєктів. Визначено вимоги до застосунка. З допомогою створених методів та інформаційної технології розв'язано реальні задачі вибору підходу та оптимального рівня зрілості організації в галузі управління портфелем проєктів. Запропонований метод вибору підходу до управління портфелем проєктів застосовано для вдосконалення управління портфелем проєктів в одному з технічних університетів України. Для підвищення якості управління портфелем проєктів в університеті доцільно впровадити запропонований підхід. Це дозволить зменшити витрати на управління на 1,8% і знизити ризики на 49,4%. Метод вибору рівня зрілості управління портфелем проєктів організації застосовано для вибору раціонального рівня зрілості управління портфелем проєктів у технічному університеті. Оцінка зрілості університету в галузі управління портфелем проєктів склала 2,59 бала за п’яти бальною шкалою. Для підвищення рівня зрілості управління портфелем проєктів в університеті доцільно впровадити регулярне застосування принципів управління портфелем проєктів, формалізувати процеси їхнього застосування, поліпшити виконання наявних процесів управління портфелем і впровадити нові процеси, які поки що не виконуються. При цьому рівень зрілості університету зросте до 3,34 бала, тобто зросте у 1,29 рази. Співвідношення рівня зрілості та витрат на здійснення управління при впровадженні комп'ютеризації управління портфелем проєктів зросте в 1,31 рази. Даний висновок може бути використаний при прийнятті рішень щодо подальшого розвитку управління портфелем проєктів в університеті. Результати роботи впроваджено в Національному технічному університеті «Харківський політехнічний інститут» та в «Науково-виробничій компанії Автоматизовані системи». Запропоновані методи та інформаційна технологія можуть бути повною мірою впроваджені в організаціях всіх галузей економіки для підвищення якості управління портфелями проєктів.
Інформаційні технології підтримки фінансових рішень в умовах ризику та невизначеності
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Мац, Владислав Ігорович
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі, пов'язаної з розробкою нових та удосконалення існуючих методів комп’ютерної реалізації моделей керованих Марківських процесів на прикладі аналізу та побудови довгострокових інвестиційних стратегій виходячи з персонального контексту індивідуального інвестора. Об’єкт дослідження – довгострокові інвестиційні стратегії що враховують персональний контекст індивідуального інвестора. Предмет дослідження – моделі, методи та інформаційні технології побудови довгострокових інвестиційних стратегій виходячи з персонального контексту індивідуального інвестора. Метою дисертаційної роботи є розробка методів для інтегрування персонального контексту індивідуального інвестора до оптимізаційного процесу шляхом розробки нових та удосконалення існуючих методів довгострокової оптимізації портфелю на основі керованих Марківських процесів. The thesis is devoted to solving a relevant scientific and technical problem related to the development of new and improvement of existing methods of computer implementation of models of controlled Markov processes using as the example the analysis and construction of long-term investment strategies based on the personal context of an individual investor. The object of the study is long-term investment strategies that take into account the personal context of an individual investor. The subject of the study is models, methods and information technologies of building long-term investment strategies based on the personal context of an individual investor. The aim of the study is to develop methods for integrating the personal context of an individual investor into the optimization process by developing new and improving existing methods for long-term portfolio optimization based on controlled Markov processes.