Когнитивное моделирование процесса принятия решений

4. Когнитивное моделирование процесса принятия решений

Когнитивное моделирование процессов принятия решений основано на применении когнитивных моделей, таких как модель Сергеева-Цембурского, модель Жана Пиаже, модель Пьера Жане. Отдельные модели и их назначение мы рассмотрим подробнее далее. Необходимо отметить, что сочетание возможностей моделей, теории парадигмы и когнитивного моделирования, позволяет избежать значительного числа концептуальных ошибок и именно на ранних стадиях проектирования.

4.1.Когнитивная модель принятия решений.

Модель имеет три фундаментальных блока “модель мира”, “ценности” и “средства”. Иногда в их составе рассматривается блок “поведенческие гештальты” (стереотипы поведения). Эти блоки последовательно порождают блоки “возможности”, “интересы”, “цели”, “сценарии”. Завершающим является блок “задача”, в которой заложен смысл цели со сценарием ее достижения. Решить задачу – значит изменить “мир” в свою пользу. Если менять содержательное наполнение фундаментальных блоков, то модель будет порождать новые цели и генерировать сценарии их достижения. Если нам удастся выяснить причины сложившейся ситуации или цели, которым она соответствует, то можно считать, что субъект существенно продвинулся в понимании объекта.

Когнитивная модель принятия решений помогает определить цели и наметить сценарии их достижения.

Парадигма

САПР предназначена для моделирования напряжённо-деформированного состояния газового стыка (ГС) дизеля. Её создание направлено на внесение вклада в решение проблемы ГС, которая заключается в том, чтобы добиться равномерной затяжки болтов крепления деталей ГС, которая при этом максимально препятствовала бы разгерметизации двигателя.

Аксиомы Расчёт, производимый системой, позволяет продвинуться в решении проблемы газового стыка; Расчёты с использованием стандартных методов не всегда точны; На когнитивные структуры субъекта эффективно воздействует интерактивная компьютерная графика; Ценности Система должна иметь возможность пользовательских настроек; Система должна включать в себя возможность представления результатов работы при помощи интерактивной графики; Система должна уметь обрабатывать информацию как верную, так и нет; Система должна иметь гибкий вычислительный аппарат; Система должна быть обеспечена справочной информацией; Система должна обеспечить построение 3D-модели; Система должна обеспечивать проведение расчёта на основе построенной 3D-модели. Средства Компьютерная поддержка (hardware, software (SolidWorks, Cosmos DS)); Методики расчёта НДС; Математический аппарат, который может быть приложенным к проблемной области; Информация о предметной области (литература, знания экспертов); Информация о традиционных методиках решения поставленных задач (литература, эксперты); Аппарат интерактивной компьютерной графики (SolidWorks, Cosmos DS); Справочная информация по используемому программному обеспечению; Доступ к знаниям экспертов по данной проблеме (расчётно-аналитическое бюро АО «Алтайдизель»). Интересы Необходимо, чтобы субъект нуждался в разрабатываемой системе; Необходимо, чтобы система имела возможность пользовательских настроек; Необходимо, чтобы результаты расчёта представлялись как в графическом, так и в текстовом режимах; Необходимо наличие достаточно гибкого для решения поставленной задачи вычислительного аппарата; Необходимо наличие справочной информации по максимальному количеству интересующих пользователя вопросов; Необходимо, чтобы визуализация результатов расчёта была достаточно наглядной и понятной для возможности сделать какие-либо выводы относительно решаемой проблемы. Необходимо, чтобы была построена 3D-модель деталей газового стыка; Необходимо проведение расчёта на основе этой модели. Возможности Имеется возможность автоматизации процесса расчёта НДС ГС путём внедрения в этот процесс компьютерной техники; Имеется возможность использования графической визуализации результатов расчёта; Цели Обеспечить создание пользовательского интерфейса системы; Обеспечить визуализацию результатов расчёта; Обеспечить возможность накопления информации по предметной области; Обеспечить релевантность доступа к справочной информации внутри системы; Обеспечить возможность максимально точного расчёта путём оптимального выбора программного обеспечения для создания системы. Обеспечить построение 3D-модели сборки деталей газового стыка; Обеспечить проведение расчёта на основе этой модели. Поведенческие гештальты Использование методик создания интеллектуального интерфейса; Графическое представление результатов работы системы; Использование математических моделей, могущих быть примененных в данной работе. Настройка параметров системы под пользователя; Использование МКЭ; Подбор ПО с учётом его времени работы и производительности. Выбор доминирующих целей Альтернатива 1

Пользовательский интерфейс	Визуализация результатов	Накопление информации по предметной области	Доступ к справке	Максимально точный расчёт	3D-модель	Расчёт
Довести до совершенства	Реализовать основные функции	Не углубляться	Не углубляться	Подбор ПО	Построить модель с точностью	Произвести точный расчёт
Возможность настройки	Визуализация математических зависимостей	Использовать для понимания предметной области	Справка по возможностям системы	Анализ ПО по производительности	Реализовать все детали модели	Ввод всех параметров, максимально близких к реальным
Настроенная под пользователя система	Наличие трёхмерных диаграмм распределения нагрузок	Получение информации по нестандартным ситуациям работы системы	Релевантная справочная система, способствующая обучению работе с САПР	ПО, обеспечивающее точный расчёт необходимых параметров предметной области	Получить модель максимальной точности	Получение точных результатов расчёта

Альтернатива 2

Пользовательский интерфейс	Визуализация результатов	Накопление информации по предметной области	Доступ к справке	Максимально точный расчёт	3D-модель	Расчёт
Реализовать основные функции	Не углубляться	Не углубляться	Не углубляться	Выбор ПО	Построить модель за минимальное время	Произвести быстрый расчёт
Использование стандартных принятых параметров	Расчёт необходимых параметров при помощи математических конечно-элементных методов	Вывод стандартной информации о предметной области, имеющейся по умолчанию	Справка по возможностям системы	Анализ ПО по временному показателю	Реализовать только основные элементы детали	Ввод только основных параметров расчёта
Стандартный интерфейс	Вывод текстовой информации о результатах расчёта	Доступ к стандартной информации о проблеме	Справочная система, способствующая обучению работе с САПР	Наличие быстродействующей системы в ущерб точности расчёта	Получение достаточно общей модели	Получение результатов расчёта через минимальный промежуток времени

Так как проектируемая система должна одним из факторов иметь точность расчёта, то выбираем из двух приведённых выше альтернатив первую.

 

Выбранная цель

Пользовательский интерфейс; Визуализация результатов расчёта;

 

Сценарии достижения цели

1.    Изучить требования пользователя к системе.

2.    Изучить возможные варианты общения пользователя с системой.

3.    Изучить на заводе основные понятия проблемной области (проблема газового стыка).

4.    Реализовать целесообразную схему поведения САПР при возможных сценариях поведения пользователя.

5.    Обеспечить выполнение всех требований пользователя.

4.2. Символизация парадигмальной модели принятия решений средствами первопорядковой логики

 

A_i(x_i) – описание некоторого объекта с номером i, представляющее собой конъюнкцию признаков;

 

1.Блок “Модель мира” A₁(x₁),

Cущности, принятые в предыдущем пункте как аксиомы, будут символизироваться как A₁¹(x₁), A₁²(x₁), A₁³(x₁), A₁⁴(x₁), A₁⁵(x₁), A₁⁶(x₁), A₁⁷(x₁), A₁⁸(x₁), A₁⁹(x₁).

2.Блок “Ценности” A₂(x₂).

A₂(x₂ ) = A¹₂(x₂)& A²₂(x₂)& A³₂(x₂)& A⁴₂(x₂)& A⁵₂(x₂)& A⁶₂(x₂)& A⁷₂(x₂)

A^j₂(x₂) – некоторые идентификаторы качеств предмета рассмотрения

3.Блок “Средства” A₃(x₃ ).

A₃(x₃ ) = A¹₃(x₃)& A²₃(x₃)& A³₃(x₃)& A⁴₃(x₃)& A⁵₃(x₃)& A⁶₃(x₃)

A^j₃(x₃) – значимые факторы, влияющие на решение задачи.

 

4.Блок “Интересы” A₄(x₄ ).

Существует такое состояние модельного мира и некоторых средств, что они в комплексе составляют интересы, важные для решения проблемы, и что они обеспечат возможность решения задачи.

 

5.Блок “Возможности” A₅(x₅ ).

Существует такое сочетание состояния модельного мира и некоторых ценностей, что они обеспечат возможность решения задачи.

6.Блок “Цели” A₆(x₆ ).

Существуют такие интересы и возможности, что если они совместимы, то существуют цели, направленные на решение задачи.

 

7.Блок “Поведенческие гештальты” A₇(x₇ ).

Любая организация имеет набор свойственных ей стереотипов поведения. Цели проходят через них, как через фильтр, отсеивающий несвойственные организации цели. На этом этапе решается задача выбора цели на основе некоторых критериев.

 8.Блок “Сценарии” A₈(x₈ ).

Понятие сценария носит явно выраженный характер процессности, то есть оно характеризуется в рамках интервала последовательных различных состояний. Имеет состояние модели мира A₁(x₁), допускающее или инициирующее подобную деятельность. Имеются средства A₃(x₃), позволяющие реализовать выбранную установку.

9.Блок “Задача” A₉(x₉ ).

Блок “Задача” A₉(x₉) представляется той же формулой, что A₈(x₈). Он носит символический характер и означает, что мы достигли цели, то есть изменили “Модель мира” в свою пользу.