Метод підтримки прийняття рішень при розробці інформаційних систем на основі мультиагентного підходу
| dc.contributor.advisor | Барабаш, Олег Володимирович | |
| dc.contributor.author | Колумбет, Вадим Петрович | |
| dc.date.accessioned | 2024-01-26T17:20:16Z | |
| dc.date.available | 2024-01-26T17:20:16Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description.abstract | Дисертаційна робота присвячена вирішенню проблеми розробки методу підтримки прийняття рішень у сфері створення інформаційних систем на основі мультиагентного підходу. Об'єктом автоматизації виступає організаційно–технічна система, що є сукупністю організаційної структури і технічних засобів, тобто спільно розглядається людина та інформаційна система. Успіх розробки інформаційної системи багато в чому визначається розробкою методологічного підходу, використовуваного в процесі проектування. Так, наявні методи і інструменти не забезпечують єдину модель інформаційної системи, як з точки зору розробника, так і користувача – предметного фахівця. Організаційно-технічна система характеризується процесами прийняття рішень, які передбачають роботу зі знаннями, що формалізовані сценаріями, а в деяких випадках пов'язані з координацією рішень, на жаль, існуючі методи не дозволяють комплексно вирішувати питання формалізації та інформатизації процесів прийняття рішень. Для аналізу, вдосконалення та перепроектування бізнес–процесів в організаційно-технічній системі використовуються симуляційні та мультиагентні засоби моделювання. Проте, використання цих інструментів на етапах автоматизації та інформатизації все ще обмежене з двох причин: з однієї сторони, суттєві витрати на розробку імітаційної моделі, а з іншої – відсутність можливостей використовувати отримані результати і знання на етапах автоматизації. Ефект від інформатизації буде набагато вищим, якщо вирішувати завдання автоматизації разом із завданням удосконалення бізнес–процесів. Метою дисертації є розробка методу і програмного забезпечення в області створення інформаційних систем для аналізу варіантів реалізації процесів в організаційно-технічних системах за допомогою імітаційного моделювання з метою скорочення часу на впровадження інформаційних систем шляхом автоматизації процесів переходу між етапами розробки, а також зменшення кінцевих витрат при розробці інформаційних систем. Таким чином, актуальним є аналіз існуючих динамічних моделей процесів організаційно-технічної системи та моделей архітектури інформаційних систем, та на їх основі, створення методу підтримки прийняття рішень, що поєднує у собі ці підходи, а також програмного забезпечення для його реалізації – системи підтримки прийняття рішень. Великий внесок та розвиток питань підтримки прийняття рішень та мультиагентних систем зробили роботи наступних дослідників: Александрова Д.В., Боема Б., Буча Г, Барабаша О.В., Вендрова А.М., Коршевнюка Л.О., Гейна К., Городецького В.І., Коваля О.В., Калянова Г.М., Тоценко В.Г., Карсаєва О.В., Коваленко А.Є., Мінського М., Бідюка П.І., Ойхмана Є.Г., Попова Е.В., Тимощука О.Л., Рамбо Дж., Ройса У., Сарсона Т., Пилиповича А.Ю., Хаммера М., Дж. Чампі, Jennings, N.R., Wooldridge М J., Швецова О.М., та ін. Об'єкт дослідження – процеси розробки інформаційних систем та автоматизації організаційно-технічних систем. Предмет дослідження – методи підтримки прийняття рішень у сфері розробки інформаційних систем з використанням мультиагентного підходу. Методи дослідження – для досягнення мети дисертації використовуються наступні методи: методи прийняття рішень(фреймово–семантичний підхід), системний аналіз, теорія проектування інформаційних систем, моделювання та експертне моделювання, методології структурного та об'єктно–орієнтованого аналізу та проектування, мультиагентний підхід Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що в дисертаційній роботі: – вперше розроблено архітектуру програмного забезпечення для автоматизації процесу проектування діаграм DFD, IDEF0, UML–схем прецедентів, послідовностей і класів, а також програмного інтерфейсу при проектуванні інформаційної системи, що базується на удосконаленому методі підтримки прийняття рішень та розробленому методі трансформації моделі організаційно-технічної системи в модель інформаційної системи, використання якої дозволяє спростити процес розроблення програмного забезпечення інформаційних систем та надає можливість створення прототипу форм інтерфейсу користувача – вперше розроблено концептуальну модель предметної області організаційно–технічної системи, що заснована на фреймово–семантичному представленні знань та дозволяє більш повно відобразити предметну область організаційно–технічної системи, впорядкувати та вдвічі прискорити процес розробки програмного забезпечення інформаційної системи; – удосконалено метод підтримки прийняття рішень для завдання розробки інформаційної системи на основі інтеграції структурних, агентних та об’єктно–орієнтованих підходів, який відрізняється від існуючих методів використанням інформаційної складової опису предметної області на основі аналізу інформаційних потоків для побудови концептуальної моделі інформаційної системи, що дозволяє значно прискорити та спростити розробку програмних комплексів, що дозволяє прискорити розробку програмних комплексів у середньому в 1,8 разів; – вперше розроблено метод трансформації моделі організаційно–технічної системи в модель інформаційної системи, що сформована як сукупність діаграм функціонального та об'єктно–орієнтованого підходу на основі використання концептуальних моделей предметної області. Даний метод дозволяє побудувати взаємно–однозначну відповідність між концептуальною моделлю предметної області організаційно–технічної системи та моделлю інформаційної системи для забезпечення ефективної взаємодії між фахівцями–предметниками та ІТ–фахівцями. Практичне значення роботи полягає в тому, що результати дослідження лягли в основу реальних алгоритмів, методів і систем підтримки прийняття рішень у сфері створення інформаційних систем, при цьому, зокрема: – розроблено програмне забезпечення для перекладу моделі організаційно-технічної системи в модель інформаційної системи як сукупність діаграм функціонального та об'єктно–орієнтованого підходу; – розроблено програмне забезпечення для моделювання користувацького інтерфейсу інформаційної системи. – розроблено нову методику переходу від об'єктів концептуальної моделі предметної області організаційно-технічної системи до об'єктів концептуальної моделі предметної області інформаційної системи, що вирішує завдання встановлення відповідності концептів предметної області автоматизованих процесів організаційно-технічної системи концептам предметної області інформаційної системи, який ліг в основу розробки та створення проблемно–орієнтованої системи підтримки прийняття рішень, що дозволяє на відміну від існуючих методів формувати узгоджені між собою діаграми структурного та об'єктно–орієнтованого підходу, що описують архітектуру інформаційної системи. Розроблений метод і система підтримки прийняття рішень в області створення інформаційної системи дозволяють аналізувати варіанти реалізації процесів в організаційно-технічних системах за допомогою імітаційного моделювання, скорочувати час на впровадження інформаційних систем шляхом автоматизації процесів переходу між етапами розробки, а також зменшувати кінцеві витрати при розробці інформаційних систем. Дисертаційна робота виконана відповідно з поточними та перспективними планами наукової та науково–технічної діяльності Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» і є частиною досліджень в рамках науково–дослідних робіт: – "Методи забезпечення функціональної стійкості розподілених інформаційних систем підприємств." Державний реєстраційний номер: № 0121U108334, КПІ, м. Київ. – "Управління ризиками сталого розвитку території з використанням методів штучного інтелекту" Державний реєстраційний номер: № 0120U105256, КПІ, м. Київ – "Дослідження системи оцінки рівня інтернаціоналізації науково–дослідних установ" Державний реєстраційний номер: № 0121U110151, КПІ, м. Київ У першому розділі розглянуто етапи системного аналізу розробки інформаційних систем. Проведено огляд та порівняльний аналіз найбільш поширених CASE–засобів, визначено вимоги до створення інтелектуальної системи прийняття рішень у області розробки інформаційних систем. У другому розділі визначено вимоги до методу підтримки прийняття рішень у області розробки інформаційних систем для організаційно-технічних систем, проаналізовано існуючі моделі представлення динамічних моделей процесів, розроблено концептуальну модель предметної області організаційно–технічної системи, що заснована на фреймово–семантичному представленні знань. У третьому розділі на основі методу підтримки прийняття рішення представлені принципи розробки та технічні рішення розробленої системи прийняття рішень. У четвертому розділі представлено приклад використання розробленого програмного продукту реальному проекті та проведено аналіз ефективності запропонованого методу підтримки прийняття рішень у розробленому модулі з сторонньою реалізацією задачі у пакетах аналогах, що показав скорочення часу переходу між етапами розробки інформаційних систем. Мета досліджень щодо скорочення часу та зниження витрат на розробку і впровадження інформаційних систем досягнута та всі часткові завдання вирішені повністю. Наукові результати досліджень є внеском у розвиток теоретичних і прикладних основ розроблення та дослідження моделей і методів підтримки прийняття рішень при розробці інформаційних систем на основі мультиагентного підходу. | uk |
| dc.description.abstractother | Kolumbet V.P. Method of decision support the development of information systems based on a multi–agent approach. Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in the field of knowledge 12 Information Technology, specialty 121 Software Engineering – National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2023. The dissertation is devoted to solving the problem of developing a decision support method in the field of information systems development based on a multi–agent approach. The object of automation is an organizational and technical system, which is a combination of organizational structure and technical means, i.e., a person and an information system are considered together. The success of an information system (IS) development is largely determined by the development of the methodological approach used in the design process. Thus, the available methods and tools do not provide a single model of an information system, from the point of view of the developer and the user – a subject matter expert. An organizational technical system (OTS) is characterized decision–making processes that involve working with knowledge that is formalized in scenarios, and in some cases are associated with the coordination of decisions, unfortunately, existing methods do not allow for a comprehensive solution to the issues of formalization and informatization of decision–making processes. Simulation and multi–agent modeling tools are used to analyze, improve, and redesign business processes (BP) in an organizational and technical system (OTS). However, the use of these tools at the stages of automation and informatization is still limited for two reasons: on the one hand, the significant costs of developing a simulation model, and in the other hand, the lack of opportunities to use the results and knowledge obtained at the stages of automation. The effect of informatization will be much higher if the automation task is solved together with the task improving business processes (BP). The purpose of the dissertation is to develop methods and software in the field of information systems development for analyzing options for implementing processes in organizational and technical systems using simulation modeling in order to reduce the time for implementing information systems by automating the transition processes between development stages, as well as reducing the final costs of developing information systems. Thus, it is relevant to analyze the existing dynamic models of the processes of the organizational and technical system of the OTS and models of the architecture of information systems, and on their basis, to create a decision support method (DSM) that combines these approaches, as well as software for its implementation – a decision support system (DSS). The following researchers have made a great contribution and development of decision support and multiagent systems: Aleksandrov D.V., Boem B., Bucha G., Barabash O.V., Vendrov A.M., Korshevnyuk L.O., Hein K., Gorodetsky V.I., Koval O.V., Kalyanov G.M., Totsenko V.G., Karsayev O.V., Kovalenko A.Ye, Minsky M., Bidyuk P.I., Eichmann E.G., Popov E.V., Tymoshchuk O.L., Rambo J., Royce W., Sarson T., Pylypovych A.Y., Hammer M., J. Ciampi, Jennings, N.R., Wooldridge M.J., Shvetsov O.M., and others. Object of research – processes of information systems development and automation of organizational and technical systems. Subject of research – methods of decision support in the field of information systems development using a multi–agent approach. Research methods – to achieve this goal, the following methods are used: decision–making methods (frame–semantic approach), system analysis, information systems design theory, modeling and expert modeling, methodologies of structural and object–oriented analysis and design, multi–agent approach The scientific novelty of the results obtained is that in the dissertation – for the first time developed software architecture for automating the process of designing DFD, IDEF0 diagrams, UML diagrams of precedents, sequences and classes, as well as a software interface in the design of an information system, based on an improved method of decision support and a developed method of transforming a model of an organizational and technical system into a model of an information system, the use of which simplifies the process of developing information system software and makes it possible to create a prototype of the software – a conceptual model of the subject area the organizational and technical system based on the frame-semantic representation of knowledge was developed for the first time, which allows to more fully reflect the subject area of the organizational and technical system, to streamline and accelerate the process of developing information system software; – a method of decision support for the task of developing an information system based on the integration of structural, agent–based and object–oriented approaches, which differs from existing methods by using the information component of the description of the subject area based on the analysis of information flows to build a conceptual model of the information system, which can significantly speed up and simplify the development of software systems; – for the first time, a method for transforming model of an organizational and technical system into a model of an information system, formed as a set of diagrams of the functional and object–oriented approach based on the use of conceptual models of the subject area, has been developed. This method allows to build a mutually unambiguous correspondence between conceptual model of the subject area of the organizational and technical system and the model of the information system. The practical significance of the work lies in the fact that the results of the study formed basis of real algorithms, methods and decision support systems in the field of information systems development, in particular – tools for translating the OTS model into an information system model as a set of diagrams of the functional and object–oriented approach were developed; – tools for modeling the user interface of an information system were developed. – a new method of transition from the objects of the conceptual model of the subject area (CMSA) of the OTS to the objects of the conceptual model of the subject area (CMSA) of the IS was developed, which solves the task of establishing the correspondence of the concepts of the subject area of the automated processes of the OTS to the concepts of the subject area of the IS, which was the basis development and creation of a problem–oriented decision support system (PoDSS), which allows, unlike existing methods, to form mutually agreed–upon diagrams of a structural and object–oriented approach describing the IS architecture. The developed method and decision support system (DSS) in the field of IS development allow analyzing options for implementing processes in organizational and technical systems using simulation modeling, reducing the time for implementing information systems by automating the transition between development stages, and reducing the final costs of IS development. The dissertation was performed in accordance with the current and future plans of scientific and scientific and technical activities of the National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" and is part of the research within the framework of scientific and research works: – "Methods of ensuring the functional stability of distributed information systems of enterprises." State registration number: № 0121U108334, KPI, Kyiv. – "Management of risks of sustainable development of the territory using methods of artificial intelligence" State registration number: № 0120U105256, KPI, Kyiv. – "Research of the system for assessing the level of internationalization of research institutions" State registration number: № 0121U110151, KPI, Kyiv. The first section discusses the stages of system analysis of information systems development. A review and comparative analysis of the most common CASE tools are carried out, the requirements for creating an intelligent decision–making system in the field of information systems development are determined. The second section defines the following requirements for a decision support method in the field of information systems development for organizational and technical systems, analyzes existing models for representing dynamic process models, and develops conceptual model of the subject area of an organizational and technical system based on a frame–semantic representation of knowledge. The third section, based on the above method, presents the principles of development and technical solutions of the developed EABP decision–making system, which is implemented on the basis of the Enterprise Architec package: functional and object–oriented development of an information system, modeling of the software interface. The fourth section presents an example of using the developed software product in a real project and analyzes the effectiveness of the proposed method of decision support in the developed module with a third–party implementation of the task in analogous packages, which showed a reduction in the transition time between the stages of information system development. The goal of the research to reduce the time and costs for the development and implementation of information systems has been achieved and all partial tasks have been fully solved. The scientific results of the research are a contribution to the development of theoretical and applied foundations for the development and research of models and methods of decision support in the development of information systems based on a multi–agent approach. | |
| dc.format.pagerange | 192 с. | uk |
| dc.identifier.citation | Колумбет, В. П. Метод підтримки прийняття рішень при розробці інформаційних систем на основі мультиагентного підходу : дис. … д-ра філософії : 121 Інженерія програмного забезпечення / Колумбет Вадим Петрович. – Київ, 2023. – 192 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/64068 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | КПІ ім.Ігоря Сікорського | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | підтримка прийняття рішень | uk |
| dc.subject | організаційно–технічна система | uk |
| dc.subject | імітаційне моделювання | uk |
| dc.subject | автоматизація | uk |
| dc.subject | концепти предметної області | uk |
| dc.subject | інформаційна система | uk |
| dc.subject | інформаційна технологія | uk |
| dc.subject | стійкість системи | uk |
| dc.subject | архітектура програмного забезпечення | uk |
| dc.subject | семантичні та фреймові мережі | uk |
| dc.subject | розподілені бази даних | uk |
| dc.subject | decision support | uk |
| dc.subject | organizational and technical system | uk |
| dc.subject | simulation modeling | uk |
| dc.subject | automation | uk |
| dc.subject | concepts of the subject area | uk |
| dc.subject | information system | uk |
| dc.subject | information technology | uk |
| dc.subject | system stability | uk |
| dc.subject | software architecture | uk |
| dc.subject | semantic and frame networks | uk |
| dc.subject | distributed databases. | uk |
| dc.subject.udc | 004.896 | uk |
| dc.title | Метод підтримки прийняття рішень при розробці інформаційних систем на основі мультиагентного підходу | uk |
| dc.type | Thesis Doctoral | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Kolumbet_dys.pdf
- Розмір:
- 4.58 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
- Опис:
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 1.71 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: