Delist.ru

Автоматизация подготовки персонала промышленных предприятий с использованием объективно-ориентированной интегрированной обучающей среды (26.11.2010)

Автор: Пашков Даниил Александрович

величины Sp2

В диссертации задача планирования разработки рассмотрена как задача упорядочения УК с использованием следующих критериев: строки разработки и внедрения, строки окупаемости проекта, косвенные доходы и личный фактор. Для оценки эффективности выстроенной последовательности УК:

UKk1 , … …, UKkN

где ki - номер УК, стоящей на i-том месте в последовательности;

N – кол-во УК в системе;

Введена нечетная переменная штрафа за разработку каждой УК, учитывающая все перечисленные выше факторы:

- нечетная переменная штрафа за разработку ля n-ой в последовательности УК;

- функция принадлежности времени окончания разработки n-ой в последовательности УК вида:

, при x ? a;

аki – положительное число, равное минимальному сроку реализации ki – ого УК при заданных ресурсах на разработку;

?ki – положительное вещественное число, учитывающее влияние на реализации УК различных случайных факторов;

сki – масштабный множитель, учитывающий эффективность реализации ki – ого УК;

Значения параметров а, ? и с задаются экспертами.

Исходя из доказанных в работе свойств функции

Определен общий штраф за разработку системы:

Для минимизации штрафа использована целевая функция:

. Алгоритм использует матричное представление данной функции

- бинарная матрица, задающая соответствие строгого порядка для УК;

В работе выполнено доказательство оптимальности получаемого по предложенному алгоритму решения и приведены результаты экспериментального исследований реализующего его программы, подтверждающие его практическую применимость.

Четвертая глава диссертационной работы посвящена анализу и разработке инструментального комплекса ИООС. Предлагается обобщенная архитектура взаимодействия, формулируются требования к комплексу.

Для реализации инструментального комплекса ИООС на основе сформулированных выше требований необходимо выбрать платформу разработки, язык программирования, среду хранения данных, а также ПО web-сервера. Анализ ПО позволил определить в качестве web-сервера – Apache, СУБД – MySQL, языка программирования – JavaScript.

Комплекс программных средств функционирует на основе технологии «клиент-сервер», где в качестве клиента выступает Интернет-броузер, а в роли сервера – связка СУБД и web-сервера. В нашем случае в качестве сервера приложений и доступа используется web-сервер (Apache).

Для выполнения указанных требований используются Java-сервлеты (servlets) с Java Database Connection (JDBC) на стороне сервера и HTML, JavaScript и Java-апплеты на стороне клиента. Работа в системе ИООС состоит из следующих основных этапов: пользователь вводит информацию в HTML-форму. Форма пересылается Интернет навигатором Java-сервлету, запущенному на web-сервере. Java-сервлет разбирает форму и конструирует SQL-утверждение. SQL-запрос передается серверу баз данных с помощью драйвера JDBC. Сервер баз данных выполняет SQL-запрос и возвращает результаты запроса Java-сервлету. Сервлет обрабатывает результат запроса и генерирует документ HTML с данными. Документ HTML возвращается пользователю. Эти этапы реализуются с помощью сервлетов/драйверов JDBC на стороне сервера и HTML/JavaScript на стороне клиента (рис. 7)

Рисунок 7. Взаимодействие клиента и сервера при реализации задач в ИООС.

Анализ показал, что для успешного применения ИООС наиболее критичны следующие этапы: определение требований к системе, установка ПО, эксплуатация ИООС.

Для внедрения системы был разработан курс «Строительные нормы и правила» и контрольные задания к нему. Дистанционный доступ к серверу ИООС был организован с рабочих мест, где в качестве клиента использовался Internet Explorer версий 6.0 и выше. На данный момент обучение прошли около 50 сотрудников, которые успешно сдали финальный контрольный тест, показав высокие результаты.

Адаптивная тестирующая система получила высокие оценки слушателей как по механизму работы, так и по удобству использования. Контролирующая система позволила существенно повысить скорость и глубину усвоения материала, а также сократило время, необходимое для проверки знаний (в среднем на 12-16% по сравнению со «сплошным» тестированием).

Для реализации ИООС в вузах были разработаны курс «Базы Данных» и контрольные задания к нему. По данному курсу проходили обучение студенты кафедры «АСУ» МАДИ. Дистанционный доступ к серверу был организован из лабораторных аудиторий университета. Помимо обучения и тестирования по данному курсу, студенты изучали структуры БД ИС, архитектуру и состав ПО системы, производили настройку и изменения программного кода под собственные нужды.

В целом, система получила ряд положительных отзывов и после реализации всех компонентов может считаться законченным программным продуктом.

В итоге выполнения диссертации получены следующие основные результаты, определяющие научную новизну и ее практическую значимость:

На основе анализа исследований в области автоматизированного обучения и существующих ИС сформулированы основные требования и обоснована необходимость разработки адаптивной ИООС для обучения и тестирования персонала промышленных предприятий.

Для достижения главной цели диссертационной работы были формализованы основные функции и разработана архитектура ИООС. Ее основными компонентами являются: база данных учебного материала, позволяющая обеспечивать накопление и многоаспектное применение разнообразных данных по проблемной области обучения; база данных учебных курсов, содержащая информацию об учебных курсах; административная база данных, обеспечивающая управление системой; интерфейсы и компоненты для административной, авторской, преподавательской деятельности и непосредственно обучения.

В ходе исследования разработаны семантические модели основных компонентов ИООС, выполнено их формализованное описание. Обосновано использование моделей (учебного материала, учебных курсов и компетентности обучаемого) для представления предметных знаний. Полученные модели обеспечивает полноту представления знаний в системе. Выполнено отображение концептуальных схем в реляционные схемы для СУБД MySQL.

Осуществлено формулирование требований к компонентам и интерфейсам комплексной ИООС, а также к выполняемым ими функциям.

Разработаны алгоритмы анализа учебных фрагментов, проведено их исследование.

Разработан алгоритм реализации планирования создания учебных курсов.

На основе теоретических положений диссертации спроектирован и реализован инструментальный комплекс, предназначенный для разработки и поддержки адаптивных Интернет ИООС, с использованием которого проведено экспериментальное исследование предложенных в диссертации методов и алгоритмов. Прототип системы использовался для проведения занятий по курсам «Базы и банки данных и знаний» (Кафедра «АСУ», МАДИ), «Строительные нормы и правила». Его применение позволило существенно сократить время обучения с заданным качеством на 12-16%.

Основные положения и результаты диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

Пашков. Д.А. Образовательный портал в системе подготовки и повышения квалификации специалистов /Домбровский Д.А. // Аналитико-имитационныое моделирование и ситуационное управление в промышленности, строительстве и образовании. Сб науч. тр. МАДИ (ГТУ) М., 2008. С. 3-11.

Пашков. Д.А. Интеллектуальные обучающие системы на промышленном предприятии / Будихин А.В.,Домбровский Д.А. // Новые технологии производства и управления в промышленности и образовании. Сб науч. тр. МАДИ (ГТУ) М., 2009. С. 142-152.

загрузка...