1.tex

% \chapter[Научные предпосылки использования МАС для решения задач ТПП]
% {Научные предпосылки использования многоагентых систем для решения задач технологической подготовки производства}
\chapter[Анализ состояния вопроса и постановка задачи\\исследования]
        {Анализ состояния вопроса и постановка задачи исследования}

% Искусственный интеллект в технологической подготовке производства используется
% уже больше 30 лет. Тем не менее, исследования продолжаются, и появляются все новые
% и новые интеллектуальные алгоритмы.
% Одним из них является многоагентный подход к построению сложных систем.
% С его помощью могут быть созданы современные распределенные
% интеллектуальные производственные системы или, иначе говоря, системы производства,
% основанные на агентной модели. При этом исследуются
% возможности координации группы интеллектуальных агентов (существующих, либо вновь
% создаваемых). Каждый интеллектуальный агент представляет собой автономную и гибкую
% вычислительную систему, способную действовать в окружающей среде.

\section{Основные задачи технологической подготовки современного наукоёмкого производства}

Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет собой комплексный многоитерационный
\nomenclature{ТПП}{Технологическая подготовка производства}
процесс, направленный в первую очередь на обеспечение полной технологической готовности
приборостроительного предприятия к производству новых изделий с заданными
технико-экономическими показателями (высоким техническим уровнем, качеством
изготовления, а также с минимальными трудовыми и материальными издержками~---
себестоимостью при конкретном техническом уровне предприятия и планируемых
объёмах производства)~\cite{Matalin-2008, Scallan-2003}. Следовательно, ТПП
позволяет более эффективно использовать ресурсы предприятия и раньше конкурентов
выводить на~рынок новые продукты.

\textls[-45]{К основным задачам технологической подготовки производства можно отнести:}

\begin{itemize}
 \item \emph{Обеспечение технологичности изделия}, т.\,е. оптимизация и упрощение его
 конструкции без потери эксплуатационных характеристик и~ухудшения внешнего вида
 изделия.
 \item \emph{Проектирование и разработка высокоэффективного технологичес\-кого процесса (ТП)}.
 Сводится к выбору наиболее подходящего процесса изготовления, обеспечивающего
 изготовление изделий по заданным харак\-теристикам за минимальное время и с минимальными
 затратами. \mbox{Является} наиболее ответственным этапом ТПП, т.\,к. от выбора правильной
 технологии в конечном итоге зависят сроки выхода на рынок готового продукта.
 \item \emph{Проектирование и изготовление средств технологического оснащения} (СТО). Данная
 задача является наиболее трудоёмкой частью классической технологической подготовки производства, т.\,к.
 предполагает весь комплекс работ по созданию СТО, начиная с эскизного проектирования
 и~заканчивая разработкой технологии и непосредственно изготовлением СТО. Увеличение времени
 на данном этапе может существенно отодвинуть сроки начала производства, что неминуемо
 повлечёт за собой увеличение себестоимости конечного продукта.
 \item \emph{Управление процессами ТПП}. Эффективное управление должно повысить производительность
 всех этапов ТПП, позволяя упростить решение многих задач за счёт более продуктивного взаимодействия
 между специалистами, а также более тесной интеграции средств проектирования
 технологической подготовки производства.
\end{itemize}

В последнее время к этим задачам можно добавить ещё одну: \emph{проектирование
материала}. Данная задача возникает из-за того, что для реализации современных
конструкций уже недостаточно существующих
материалов. Необходимо создавать материал под конкретное изделие, при этом его свойства
становятся свойствами изделия. Сложность данной
задачи сопоставима со~сложностью всех предыдущих, ведь проектирование материала
не ограничивается одним лишь поиском в базе данных или физическим
экспериментом. Зачастую требуется моделирование структуры (состава) будущего материла
с~помощью специализированных методов и~\mbox{алгоритмов}.


% Но создание нового высокоэффективного технологического процесса (ТП) само по себе
\nomenclature{ТП}{Технологический процесс}
Решить все вышеуказанные задачи в комплексе достаточно трудно. \mbox{Ресурсы} (в~пер\-вую очередь временн\'{ы}е),
потраченные на проектирование ТП в конечном итоге снизят суммарный экономический
эффект от использования даже самых передовых технологий. Очевидно, что для повышение эффективности ТПП
необходимо использовать современные информационные технологии, позволяющие
автоматизировать большую часть задач проектирование технологических процессов.

\section{Автоматизированные системы технологической подготовки производства и принципы их построения}
\label{sec:astpp-prince}

Автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП) применяются в нашей стране
уже более 40 лет.
Вопросам разработки теоретических основ создания интегрированных автоматизированных систем ТПП,
а также их внедрения и использования уделено большое внимание в работах
С.\,П.~Митрофанова, В.\,И.~Аверченкова, Г.\,К.~Горанского, В.\,Д.~Цветкова, Д.\,Д.~Куликова,
А.\,Н.~Филиппова, Б.\,С.~Падуна, Е.\,И.~Яблочникова и многих других.
Первые автоматизированные системы были направлены на оптимизацию того или иного этапа ТПП:
расчёт припусков, выбор инструмента и режимов резания и~т.\,д. Со временем
эти системы достигли определённого уровня автоматизация, появилась тенденция к
укрупнению~\cite{Mitrofanov-1987, Averchenkov-1993, Goransky-1970, Tsvevkov-1972, Tsvevkov-1979, Zarubin-1979,
Korsakov-1985, Valkov-1991}.

Но и само производство не стояло на месте, появлялись всё новые и
новые технологии: порошковая металлургия, быстрое прототипирование, высокоскоростное
многокоординатное резание, технологии работы с композиционными материалами. Как следствие,
ТПП производств, использующих подобные технологии, тоже сильно усложнялась.
Вместе с тем, изменились и информационные технологии, резкое снижение цен на
персональные компьютеры и~рабочие станции позволило оснастить ими всех специалистов,
принимающих участие в проектировании и разработке технологического процесса. Изменились
сами методы проектирования, произошёл отказ от использования бумажных носителей, и
на первое место вышли \emph{технологические данные и~знания}. Вместо абстрактного
образа, являющегося совокупностью некоторой технологической документации, появилась
информационная модель ТП, разработка которой на сегодняшний день и является основной
задачей ТПП.

Всё чаще стал использоваться термин \emph{наукоёмкое производство},
т.\,е.~производство, находящееся на стыке промышленности и
науки. Технологическая подготовка подобных производств потребовала пересмотра
многих положений классической теории построения автоматизированных систем, тем не менее,
базовые принципы остались прежними. К ним относятся~\cite{Yablochnikov-2003, Zilberburg-2008}:
{\parfillskip=0pt

}

\begin{enumerate}
 \item\emph{\bfseries Принцип системного единства}. Предполагает функционирование
 всех компонентов АСТПП предприятия как единого целого, т.\,е. ключевая роль
 отводиться вопросам информационной интеграции отдельных элементов, а не их
 функционированию.
 \item\emph{\bfseries Принцип декомпозиции}. Предполагает разделение
 компонентов сис\-темы, на составные части, что должно существенно снизить её общую
 сложность за счёт упрощения отдельных её элементов, суммарная эффективность
 которых будет выше благодаря уменьшению общего объёма передаваемой информации
 и, как следствие, упрощению протокола взаимодействия.
 \item\emph{\bfseries Принцип модульности}. Компоненты системы должны обладать достаточной автономностью
 и самостоятельностью, что позволит использовать их как отдельно, так в комплексе.
 При этом нарушение работы одного из модулей не должно приводить к нарушению
 работы системы в целом.
 \item\textls[-15]{\emph{\bfseries Принцип совместимости}. Должен быть реализован универсальный
 механизм взаимодействия всех модулей и компонентов системы. Необходимо
 обеспечить не только <<механическую>> совместимость, т.\,е.~совместимость
 на уровне программных интерфейсов и схем представления данных, но и
 интерперабельность на уровне технологических знаний и~понятий, с~которыми
 должна работать автоматизированная система.}
 \item\emph{\bfseries Принцип открытости}. Необходимо стремиться к
 максимальной децентрализации архитектуры системы, что позволит
 вводить в неё новые модули и компоненты в полуавтоматическом режиме, т.\,е.
 без модификации вышестоящих модулей и без внесения корректив в существующие
 механизмы управления, что позволит создать гибкую систему, поддерживающую
 горизонтальное масштабирование.
 \item\textls[25]{\emph{\bfseries Принцип стандартизации}. Подразумевает
 использование максимального числа унифицированных и типовых решений,
 позволяющих снизить затраты на проектирование и разработку единой
 автоматизированной системы за счёт отсутствия дублирования функций
 отдельных подсистем, а также повысить общую надёжность всего
 программного комплекса.}
 \item\emph{\bfseries Принцип эргономичности}. Система в первую
 очередь должна быть ориентирована на взаимодействие с человеком.
 Сложные интерфейсы необходимо разделить на небольшие блоки,
 ориентированные на работу с конкретным специалистом.
 Вкупе с принципом открытости это даст возможность создавать
 новые, упрощённые интерфейсы даже для тех подсистем и компонентов,
 интерфейс которых уже реализован, но~по~каким-то причинам не подходит
 для решения конкретных задач. Большее внимание должно быть уделено
 диалогу с пользователем, а не созданию максимально подробных интерфейсов.
 \item\emph{\bfseries Принцип ориентации на новые достижения}. При
 создании автоматизированных систем технологической подготовки производства
 должны быть использованы последние научно-технические достижения
 в области методов построения АСТПП, в области методов и средств технологической
 подготовки производства, а также области организации производства и
 интеграции связанных с ним данных и~знаний.
 {\parfillskip=0pt

 }
\end{enumerate}

\section{Проблемы создания комплексной автоматизированной системы технологической подготовки производства}
\label{sec:int-problems}

К сожалению, создание комплексной автоматизированной системы, решающей все
основные задачи технологической подготовки современного наукоёмкого
производства и удовлетворяющей всем вышеуказанным принципам практически невозможно.
Это обусловлено в первую очередь
высокой сложностью самого процесса технологической подготовки подобных
производств, что делает создание единой системы автоматизации ТПП
<<под ключ>> экономически невыгодным. Подобная система может быть
создана только в наиболее значимых отраслях промышленности~---
военной, космической, атомной~и~т.\,п.

Очевидно, что альтернативой создания единой автоматизированной сис\-темы ТПП <<под
ключ>> может стать интеграция различных систем, каждая из которых выполняет
отдельную функцию.

В последние годы появляется всё больше и больше различных средств автоматизации ТПП.
Основные из них можно разделить на~следующие классы:~\cite{Norenkov-2002, Gavrilov-2003, Nasr-2007}:
\begin{itemize}
\item системы подготовки управляющих программ для станков с числовым программным
    управлением (\emph{\E{Computer-Aided Manufacturing}~--- CAM});
    {\parfillskip=0pt

    }
\item\textls[-35]{системы инженерного моделирования (\emph{\E{Computer-Aided Engineering}~--- CAE});}
{\parfillskip=0pt

    }
\item\textls[-45]{системы управления данными об изделии (\emph{\E{Product Data Management}~--- PDM});}
{\parfillskip=0pt

    }
\item  системы непрерывной информационной поддержки поставок и жизненного цикла (\emph{\E{Continuous Acquisition and Life cycle Support}~--- CALS});
{\parfillskip=0pt

    }
\item  системы управления жизненным циклом изделия (\emph{\E{Product Lifucycle Management}~--- PLM});
\item  системы автоматизированного обеспечения качества (\emph{\E{Computer-Aided Quality assurance}~--- CAQ});
\item  системы управления и планирования производством (\emph{\E{Production Planning and Control}~--- PPC});
\item  системы автоматизированного проектирования технологических процессов (\emph{\E{Computer-Aided Process Planning}}~--- CAPP)
\item  системы управления ресурсами предприятия (\emph{\E{Enterprise Resource Planning}~--- ERP});
\item  производственные исполнительные системы (\emph{\E{Manufacturing Execution System}~--- MES}).
\end{itemize}

Совместное использование всех этих систем для технологической подготовки современного
приборостроительного производства может привести к тому, что информационное обеспечение ТПП будет 
сложнее самого производства. Можно сказать, что появилось новое направление~---
\emph{технология применения средств АСТПП}, связанное не только с пониманием
самих процессов технологической подготовки, но и управлением связанными с ней данными и знаниями.
Возникло противоречие: с одной стороны необходимо
создать гибкую производственную среду (т.\,е. максимально задействовать
современные средства вычислительной техники для ТПП), а с другой~---
не~допустить резкого увеличения затрат на поддержание работоспособности
подобной системы за счёт её слабой структуризации.

Решение данной задачи обозначено выше~--- это интеграция. Под интеграцией понимается
объединение нескольких существующих и используемых систем в единую информационную
среду предприятия, что полностью соответствует принципам системного единства и
открытости. К сожалению, при этом возникает следующая большая проблема. Отказ от разработки
модулей системы с нуля неминуемо подталкивает предприятия к использованию
готовых коммерческих решений и здесь на качество технологической подготовки
производства влияют уже другие~--- рыночные факторы.

Каждый производитель программных решений, используемых для
автоматизации работ, связанных с технологической подготовкой производства:
{\parfillskip=0pt

}
\begin{itemize}
 \item Во-первых, старается наделить свою систему максимальным количеством функций, что
 сильно усложняет её, нарушая принципы эргономичности и эффективности.
 Сложность интерфейса заставляет специалистов использовать лишь
 ту часть функций системы, которая им наиболее понятна.
 \item Во-вторых, заботится о взаимодействии только своих систем, всячески
 усложняя методы их взаимодействия с системами конкурентов
 и~отвергая принцип открытости.
\end{itemize}

Существует стандарт (\textbf{ГОСТ Р ИСО 10303--2002}~\cite{ISO-10303-21-2002}), регламентирующий
единый механизм представления данных об изделии на протяжении всего жизненного
цикла независимо от конкретной системы автоматизации, а также интеграцию этих данных.
Но, как показывает практика, в процессе создания единого информационного пространства ТПП
данный стандарт \emph{не используется, либо используется лишь частично}~\cite{Golicina-2008}.

Дополнительным фактором, препятствующим массовому внедрению автоматизированных
систем ТПП на предприятиях, является малое количество подобных
программных продуктов отечественного производства. Использование же импортных решений связано с дополнительными
трудностями: предприятие либо должно отказаться от отечественных стандартов в
пользу международных, либо каким-то образом модифицировать систему, зачастую
отказываясь от части функций. Правда, по мнению автора, данная проблема
гораздо менее актуальна, чем проблема интеграции автоматизированных сис\-тем ТПП, решение
которой может коренным образом повлиять на качество технологической подготовки
производства в целом.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что на сегодняшний день
при создании комплексных автоматизированных систем технологической подготовки
производства возникают три основные проблемы:
% Таким образом, можно выделить три основные проблемы возникающие при создании
% комплексной автоматизированной системы технологической подготовки производства:
\begin{enumerate}
 \item\emph{\bfseries Проблема сложности}. В современных условиях практически
 невозможно создать целостную системы автоматизации ТПП с нуля, что приводит
 к необходимости использования разнородных автоматизированных систем и интеграции
 их в комплекс.
 \item\emph{\bfseries Проблема несовместимости}. Программные продукты различных
 производителей плохо совместимы между собой, что обусловлено нежеланием
 разработчиков ПО лишаться конкурентных преимуществ. Данная проблема усугубляется
 частичной несовместимостью отечественных и~международных стандартов.
 \item\emph{\bfseries Проблема избыточности}. Избыточная функциональность
 многих коммерческих систем автоматизации технологической подготовки
 производства сильно усложняет их внедрение и эксплуатацию, а также
 не~позволяет пользователям продуктивно работать с ними.
\end{enumerate}


\section{Используемые методы интеграции автоматизированных систем технологической подготовки производства}

Проведённые исследования показали, что для создания единой среды автоматизации
технологической подготовки производства на отечественных предприятиях
используются три основных метода:
%
\begin{enumerate}
 \item Использование программных продуктов одной фирмы. Редко применяемый
 метод, подходящий, во-первых, только для предприятий, ранее не использовавших
 никаких средств автоматизации и, во-вторых, занимающихся выпуском несложной
 продукции мелкими сериями. Автоматизация в данном случае достигается за
 счёт отказа от использования <<бумажного>> документооборота в пользу
 <<электронного>>. При этом воп\-росы автоматизации непосредственно проектирования
 ТП практически не рассматриваются.
 \item Привлечение сторонних специалистов по интеграции.
 Применение дан\-ного метода обычно не даёт желаемого эффекта.
 Это обусловлено тем, что организации, оказывающие подобные услуги не обладают
 всей полнотой знаний о производственном процессе каждого конкретного предприятия,
 следовательно вынуждены предлагать некоторые универсальные решения, часто не
 улучшающие процесс автоматизации ТПП, а~наоборот, ухудшающие его.
 \item Реализация всего комплекса работ связанных с формированием единой
 интегрированной среды технологической подготовки производства силами
 сотрудников самого предприятия, под постоянным контролем специалистов,
 непосредственно являющихся будущими пользователями разрабатываемого
 комплекса. Основная часть работ при этом производится силами сотрудников
 информационного отдела, а окончательная настройка и тестирование системы
 проходит без остановки основного производства.
 {\looseness=-1

 }
\end{enumerate}

По мнению автора, из всех описанных методов наиболее предпочтительным является
последний. Это обусловлено тем, что автоматизация ТПП не может быть
навязана <<сверху>>, инициатива должна исходить от специалистов (технологов,
нормировщиков, конструкторов СТО и т.\,д.), ведь они, как никто другой, знают
потребности автоматизации именно той задачи ТПП, с~которой сталкиваются
ежедневно.
% Поэтому реализации и \emph{улучшению} именно последнего метода
% будет уделено особое внимание в представленном исследовании.
Рассмотрим основные способы реализации данного метода, а также их достоинства
и недостатки.

Первый способ интеграции основывается на анализе информационных потоков, возникающих
между различными АСТПП и~их~автоматизации. Как~известно, практически все автоматизированные системы имеют \emph{Интерфейс программирования
приложений} (Application Programming Interface~--- API), позволяющий
обращаться к внутренним функциям системы, используя либо интерпретируемые языки
программирования (например, диалекты Basic, С\#, Java, Python, Lua~и~т.\,д.), либо
транслируемые~--- С, С++\footnote{Необходимо отметить, что в современных
АСТПП интерфейсы, использующие подобные языки используются крайне редко.}.
Обычно API приложения использует \emph{Объектную модель компонентов} (Component Object Model~--- СОМ),
либо аналогичные средства межпроцессного взаимодействия. Гораздо реже
используется метод прямого доступа к базам данных интегрируемых приложений с помощью
\emph{Языка структурированных запросов} (Structured Query Language~--- SQL).

Результатом подобной интеграции обычно является автономный модуль (<<чёрный ящик>>),
реализующий статический (односторонний или двухсторонний) обмен данными между
интегрируемыми системами. При этом синхронизация происходит по расписанию, т.\,е.
пользователь не может быть уверен, что в любой момент времени он получит
актуальные данные. Основным достоинством данного способа является \emph{простота
реализации, при постоянстве информационных потоков и небольшом количестве интегрируемых
систем}, что позволяет использовать его для автоматизации ненаукоёмких производств.

К недостаткам данного способа можно отнести:
\begin{itemize}
 \item Экспоненциальный рост сложности при увеличении количества интегрируемых
 систем и связей между ними, вследствие необходимости создания полносвязной системы.
 \item Отсутствие единого механизма добавления новых модулей: любой модуль связывает две
 конкретные системы, при этом способ взаимодействия уникален.
 {\looseness=+1

 }
 \item Низкая гибкость программной среды в целом, действия пользователей должны
 быть чётко регламентированы.
 \item Низкая отказоустойчивость, сбой работы одной из систем, участвующих в
 интеграционной цепочке, либо недостоверность данных может привести к неработоспособности
 системы в целом.
 \item Сложность работы в сетевой среде предприятия, что обусловлено изначальной
 неприспособленностью большинства API автоматизированных систем к взаимодействию
 по сети.
\end{itemize}

{Второй способ предполагает создание системы, ключевым компонентом которой является
единая система управления данными (PDM\slash PLM\slash CALS)~\cite{my_7,Fomina-2009, Salo-2011}.
С технической точки зрения используются те же методы, что и в предыдущем способе,
с теми же проблемами.}

С функциональной точки зрения достоинством данного метода является \emph{наличие единой сетевой среды, позволяющей
хранить все технологические данные в одном месте и отслеживать все их изменения}.
К недостаткам можно отнести:
\begin{itemize}
 \item Направленность единой системы в первую очередь на данные и файлы, а не на
 знания и проектирование ТП.
 \item\textls[-50]{Необходимость обучения всего персонала навыкам работы с единой системой.}
 {\parfillskip=0pt

 }
 \item Низкая отказоустойчивость системы, PDM\slash PLM\slash CALS является <<узким
 местом>>, т.\,е. при её отказе весь процесс информационного обмена в АСТПП будет нарушен.
\end{itemize}


\section{Пути совершенствования методов интеграции автоматизированных систем технологической подготовки производства}

% Большинство современных ИУП ТПП решают эту проблему за счёт синхронизации
% данных всех компонентов системы. Но этот подход оказывается эффективным
% только в условиях постоянства ИУП ТПП и требует значительных затрат ресурсов и
% времени в случае даже малейшей реструктуризации ИУП ТПП или необходимости
% добавления новых модулей.

Очевидно, что описанные методы системной интеграции средств автоматизации
ТПП нуждаются в существенной доработке. Первое усовершенствование, которое
можно внести в вышеописанную схему~--- это \emph{отказаться от использования
интеграционных модулей}, выполняющих роль <<мостов>> между различными компонентами
системы, т.\,е. отказаться от биполярной интеграции
средств автоматизации ТПП в пользу униполярной. Данное положение подразумевает
наличие некоторой единой информационно-управляющей среды интеграции АСТПП в рамках
рассматриваемой предметной \mbox{области}. Основным достоинством подобной среды
является возможность её лёгкой адаптации
к условиям каждого конкретного предприятия вне зависимости от того, какие
средства автоматизации и в каком количестве использованы.

Предлагаемый подход к усовершенствованию предполагает создание
некоторой децентрализованной одноранговой метасистемы,
отвечающей в~первую очередь за взаимодействие всех информационных средств
технологической среды предприятия, т.\,е. позволяющей добиться возможности \emph{горизонтального
масштабирования} и \emph{бесшовной интеграции} всех её компонентов.\footnote{%
Возможность интеллектуальной интеграции гетерогенных баз данных с помощью
метасистемы управления показана, например, в работах~\cite{Wood-2001, McDonald-2000},
автором же основное внимание будет уделено не~столько технологических данным,
сколько знаниям.} Дополнительной особенностью системы должна стать возможность
свободной работы не только с технологическим данными, но и знаниями.
{\parfillskip=0pt

}

Все дополнительные модули, создаваемые специалистами предприятия также желательно
перенести в состав данной метасистемы, что на этапе промышленной эксплуатации
позволит отказаться от необходимости вносить корректировки в работу
используемых средств АСТПП. То есть все дополнительное информационное
обеспечение будет <<вынесено за скобки>> конкретных систем и станет
частью единой информационной среды ТПП.
{\parfillskip=0pt

}

Интеграция может быть осуществлена за счёт связи каждого элемента исследуемой
системы с некоторым <<представителем>>,  %(именуемым \emph{интеллектуальным агентом}, см.~\autoref{sec:agent-defs}),
более подробной проработки механизмов интеграции <<представителя>> с внутренней
логикой каждого элемента технологической системы, а также разработки универсального
протокола взаимодействия.

Так как описанная выше метасистема в первую очередь ориентирована на взаимодействие
автоматизированных систем технологической подготовки производства за счёт интеграции
не только технологических данных, но и знаний, для
её построение целесообразно использовать элементы теории искусственного интеллекта (ИИ).
Описание способов применения ИИ в технологии приборостроения можно найти в работах
Б.\,С.~Падуна, Д.\,Д.~Куликова, А.\,Н.~Филиппова и многих других. Анализ работ
показал, что в интеллектуальных системах ТПП наибольшее
распространение получили следующие языки и модели представления знаний~\cite{Valetov-2008}:

\begin{enumerate}
 \item язык исчисления предикатов первого порядка (логическая модель);
 {\parfillskip=0pt

}
 \item семантические или когнитивные сети;
 \item фреймы;
 \item продукционные правила.
\end{enumerate}

Необходимо отметить, что все представленные методы используют либо
символьный, либо логический подход к построению интеллектуальных
технологических систем, т.\,е. акцентируют своё внимание на проблемах
выработки правил, используемых для построения баз знаний и их
обработке; в то время как для решения вышеуказанной задачи
создания единой интеграционной среды ТПП большее внимание
необходимо уделить вопросам адаптации и~взаимодействия.

Последнее утверждение подводит нас к необходимости применения
методов распределённого искусственного интеллекта, базовой
дисциплиной которого является теория \emph{многоагентных систем} (МАС).
Многоагентные системы находят самое широкое применение в тех областях промышленности
и науки, где в силу слабой структуризации информационного пространства
неприменимы обозначенные выше классические методы искусственного
интеллекта~\cite{Bai-2010, Staron-2007, Heragu-2002}. В рассматриваемой предметной области МАС уже успешно
применяются для организации кооперации в рамках виртуального
предприятия~\cite{Fomina-2009, Salo-2011}, что подтверждает
перспективность развития данного направления исследований.

Разработка многоагентной системы для интеллектуальной интеграции средств
автоматизации технологической подготовки производства в~рамках единого информационного пространства
позволит решить сформулированные в~\autoref{sec:int-problems}
проблемы сложности и несовместимости програм\-мных средств
автоматизации ТПП. Последняя проблема (проблема
избыточности) \mbox{может} быть решена посредством создания
специализированных web-сервисов, направленных на упрощение
пользовательского интерфейса и снижение сложности
эксплуатации автоматизированных сис\-тем технологической подготовки производства специалистами предприятия.
Данное положение требует проработки механизма создания \emph{вир\-туальных
рабочих мест}, базирующегося на концепции <<облачных вычислений>> и подразумевающего перенос вычислительной
нагрузки с персональных компьютеров и рабочих станций, используемых
на предприятиях, в единый центр обработки данных, построенный по
принципу консолидации вычислительных ресурсов и децентрализации
вычислительных сервисов.

Таким образом, само понятие автоматизированной системы технологической
подготовки производства может быть преобразовано в понятие сервиса
технологического назначения, что полностью соответствует принципу
декомпозиции, декларирующего снижение сложности за счёт удаления
наиболее слабых организационных и~информационных связей.
{\looseness=-1

}
\nomenclature{МАС}{Многоагентная система}

Затраты на использование подобной усложнённой системы на этапе первичного развёртывания несколько
превышают таковые при использовании классических методов интеграции (\autoref{fig:mas-effect}).
\begin{figure}[t!]
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{mas-effect.eps}
    \caption[Предполагаемый эффект от внедрения]
            {Предполагаемый эффект от внедрения}
    \label{fig:mas-effect}
\end{figure}
Однако, дальнейшее использование её должно привести к~упрощению внедрения новых
средств автоматизации и, как следствие, снижение общее стоимости владения
комплексом средств автоматизации технологической подготовки производства~\cite{Engelke-1990}.
{\parfillskip=0pt

}


% Вопросам разработки интегрированных систем технологической подготовки производства
% большое внимание уделяется в работах С.\,П.~Митрофанова, Д.\,Д.~Куликова, Б.\,С.~Падуна,
% Е.\,И.~Яблочникова. Во многих из них рассматриваются вопросы создания адаптивных
% систем ТПП и декларируется необходимость создания единой среды технологических
% данных и знаний.

% Но первой попыткой создания децентрализованной и унифицированной
% технологической системы\footnote{Термин \emph{многоагентная система} редко использовался в те годы.}
% можно считать методологию
% виртуального строкового пространства технологических данных (ВСПТД), первое упоминание
% \nomenclature{ВСПТД}{Виртуальное строковое пространство технологических данных}
% которой можно найти в работе~\cite{Filippov-1991}. Данная концепция предполагает
% создание единой информационной среды, основным структурным элементом которой
% является триплексная строка (т.\,е. бесконечномерная последовательность триплетов, представляющих цели и факты,
% см.~\autoref{sec:triplet}). Триплексная строка является интеллектуальным
% объектом с универсальным языком. с помощью триплексных строк можно
% описывать самые разные структуры данных и знаний\footnote{Например, в работе~\cite{Sisukov-2007}
% описана возможность применения триплексных строк для представления параметризованной
% геометрической информации в ВСПТД. Данный подход позволяет импортировать
% трёхмерные модели из CAD-систем, с последующей обработкой полученных параметров
% в АСТПП.}. Машина логического вывода оперирует триплексными
% строками, опираясь на имеющиеся факты и пытается достичь
% поставленных перед ней целей~\cite{my_6}. Подобное интеллектуальное поведение выходит далеко
% за рамки классического объектно-ориентированного подхода к проектированию 
% сложных систем и вплотную подводит нас к понятию интеллектуального агента.
% 
% Теория ВСПТД во многом обогнала своё время и сейчас мы видим,
% что большинство положений, ставших основой ВСПТД могут быть легко перенесены
% в современные условия, что позволит создать гибкую и легко масштабируемую 
% многоагентную систему, исследование возможностей которой станет предметом
% представленного исследования. Далее будут рассмотрены важнейшие постулаты концепции
% ВСПТД и выделены основные компоненты, нуждающиеся в дополнительном анализе
% и развитии.

\section{Выводы к первой главе и постановка задачи исследования}


\begin{enumerate}
\item Для реализации эффективной технологической подготовки приборостроительного
производства в современных условиях необходимо задействовать комплекс средств
автоматизации.
\item Проведённые исследования показали, что основной проблемой внедрения автоматизированных
систем технологической подготовки производства в наукоёмких отраслях является высокая сложность создания
единой информационной среды ТПП, что приводит к снижению интеграции
технологических данных и знаний, а~в~конечном итоге и~к~увеличению затрат на ТПП.
\item Анализ современных методов интеграции средств информационного обеспечения ТПП
показал, что на текущем этапе развития АСТПП не существует готового решения для построения
подобной интегрированной системы, удовлетворяющей всем требованиям современного наукоёмкого производства,
однако базовые принципы создания адаптивных интеллектуальных АСТПП, разработанные отечественными
учёными во~второй половине двадцатого века остаются справедливыми по сей день.
{\parfillskip=0pt

}
% \item Для решения всех вышеуказанных задач в комплексе может быть создание единой
% интеграционной среды ТПП, построенной на базе многоагентной системы, а также
% внедрение новым методов эксплуатации АСТПП в соответствие с концепцией <<виртуальных
% рабочих мест>> и <<облачных вычислений>>.
\end{enumerate}

{\bfseries\textls[-10]{Основными задачами представленного исследования являются:}}
\begin{enumerate}
 \item Разработка методики создания единой
интеграционной среды технологической подготовки производства, построенной на базе многоагентной системы
и~позволяющей уменьшить сложность использования автоматизированных систем технологической подготовки
производства, а~также улучшить интеграцию между различными их компонентами.
\item Внедрение новых методов эксплуатации автоматизированных систем технологической подготовки
производства в соответствие с концепциями виртуальных
рабочих мест и <<облачных>> вычислений.
\end{enumerate}

% \section[Виртуальное строковое пространство технологических данных]
% {Виртуальное строковое пространство технологических данных\footnote{Ниже
% (\autoref{chap:matmodel}) будут показаны причины выбора метода ВСПТД для эффективного функционирования МАС.}}
% 
% \subsection{Факты, цели, триплеты}
% \label{sec:triplet}
% 
% Основным структурным элементом представления технологических данных и знаний в теории ВСПТД является триплет.
% Триплет является специализированным символьным объектом, форма которого представлена на
% \autoref{fig:trp}.
% %
% \vspace{20pt}
% \begin{figure}[h!]
% \begin{center}
%   \begin{tikzpicture}[
%         font={\sffamily\footnotesize},
%         nodes={
%                 draw,
%                 node distance=8mm,
%                 text height=1ex,
%                 text depth=.25ex,
%                 minimum height=6mm,
%                 rounded corners=2mm,
%                 text centered
%        }
% ]
% 
% \node (a) {объект};
% \node (b) [right=of a] {имя характеристики};
% \node (c) [right=of b] {\bfseries отношение};
% \node (d) [right=of c] {значение};
% \node (e) [right=of d] {\bfseries комментарий};
% 
% \path [draw] (a) -- (b) -- (c) -- (d) -- (e); 
% 
% \end{tikzpicture}
% \end{center}
% \caption[Общая схема представления триплета]
%         {Общая схема представления триплета}
% \label{fig:trp}
% \end{figure}
% %
% В данном случае, под объектом понимается определённая сущность (математическая
% абстракция), находящаяся в виртуальном пространстве (среде) и обладающая определённым
% состоянием и поведением, чётко выделяющимися на фоне среды и фоне своей собственной
% структуры, т.\,е. частей, из которых состоит рассматриваемый объект. Объект существует
% только внутри среды, являясь при этом внутренней границей этой среды. Объект и
% среда взаимодополняют друг друга.
% 
% Технологические объекты как понятия уже были рассмотрены в работе~\cite{Tamm-1986}.
% Теория ВСПТД вводит символьное представление этих понятий. Нетрудно заметить, 
% что подобная организация триплексных строк позволяет легко оперировать с любыми
% технологическими объектами, как существующими, так и вновь создаваемыми.
% Подобный подход позволяет отказаться от необходимости создания все новых и новых
% интерфейсов для обмена информацией, что по мнению автора является незаменимым
% свойством при проектировании открытых одноранговых систем.
% 
% Проектирование технологических процессов средствами ИУП ТПП сопряжено с постоянной
% обработкой огромного количества разнородных данных, генерируемых структурными
% компонентами платформы. Часть данных попадает в систему в процессе диалога с
% пользователем (например, требуемые параметры материала или описание заготовки),
% часть выбирается из различных информационных баз данных, часть получаются
% расчётным путём и~т.\,д. Следовательно, необходимо описать такую структуру данных,
% которая позволила бы осуществлять бесшовную интеграцию вычислительных модулей
% и систем, расширять список участвующих в принятии решений правил, а также
% унифицировать и упростить процесс делиберативного принятия решений внутри ИУП ТПП.
% Как уже было отмечено выше, в качестве подобной универсальной структуры в теории
% ВСПТД выбран триплет. Рассмотрим варианты применения данной структуры более подробно.
% 
% Триплеты, описывающие
% данные, которыми информационно-управляющая платформа технологической подготовки
% производства оперирует в текущий момент, называются фактами. 
% 
% \begin{equation}
% \varPhi=\langle Prefix,Name,Value \rangle\text{, где}
% \end{equation}
% %
% \begin{tabular}{p{2cm} p{14.5cm}}
% $Prefix$ & префикс,\\
% $Name$   & имя параметра,\\
% $Value$  & значение параметра.\\
% \end{tabular}
% \hspace{1cm}
% 
% В представленном формальном описании префикс задаёт контекст параметра, т.\,е. указывает на
% конкретный объект в предметной области. Например, если \verb!SIGMA!~--- имя параметра,
% обозначающая предел прочности описываемого объекта, то выражение \verb!МТ.SIGMA! будет
% обозначать предел прочности материала, в случае если \verb!MT!~--- это префикс, указывающий на
% объект <<материал>>. Т.\,е. \verb!MT!~--- это множество всех  технологических характеристик
% объекта <<материал>>, а \verb!MT.SIGMA!~--- один из элементов этого множества.
% Текстовые параметры объекта заключаются в апострофы, чтобы отличать их от числовых
% параметров, переносы строк внутри текстовых параметров интерпретируются как пробелы.
% Подобное представление фактов ВСПТД удобно для реализации продукционных правил вывода, а также сопутствующих
% пояснений. Помимо этого, для реализации функций нечеткой логики~\cite{Zadeh-1976, my_1}
% значение каждого факта может быть снабжено некоторым коэффициентом уверенности. Таким
% образом, формируется некоторое множество (пространство) фактов $\mathcal{F}$, которое в
% процессе работы ИУП ТПП размещается в виртуальном строковом пространстве
% технологических данных (ВСПТД)~\cite{Filippov-1989}:
% %
% \begin{equation}
%     \mathcal{F}=\bigcup\varPhi_i\text{,где }\varPhi_i\text{~--- триплет \emph{i}-го факта.}
% \end{equation}
% %
% В процессе взаимодействия компонентов ИУП ТПП постоянно возникает
% необходимость получения новых фактов~--- ранее неизвестные системе триплеты именуются
% целями. Каждая цель является совокупностью соответствующего триплета цели,
% префикса и имя которого записаны точно также, как и в триплете факта, а вот
% <<значение>> может быть задано по схеме, заданной следующим образом:
% %
% \begin{equation}
% \textit{Префикс}.\textit{\textbf{Имя}}=\textit{Заявка};
% \end{equation}
% %
% Подобный триплет в теории ВСПТД именуется <<простой целью>>. Задача ИУП ТПП~---
% заменить заявку данного триплета на некоторое значение:
% %
% \begin{itemize}
%     \item либо используя информационно-поисковую систему (ИПС);
%     \nomenclature{ИПС}{Информационно-поисковая система}
%     \item либо расчетным или логическим путем на основе уже имеющихся в системе фактов;
%     \item либо с помощью лица, принимающего решение (ЛПР).
%     \nomenclature{ЛПР}{Лицо, принимающее решение}
% \end{itemize}
% 
% Получение фактов ИУП ТПП может быть как жёстко регламентировано, так и быть
% получено с помощью специальной управляющей структуры:
% %
% \begin{equation}
% \label{eq:control-struct}
% \varPsi=\langle Prefix,Name,Mode,Number \rangle\text{, где}
% \end{equation}
% %
% \begin{tabular}{p{2cm} p{14.5cm}}
% $Prefix$  & префикс,\\
% $Name$    & имя параметра,\\
% $Mode$    & способ достижения цели,\\
% $Number$  & идентификатор исполняющей функции.\\
% \end{tabular}
% \hspace{1cm}
% 
% Очевидно, что представленная управляющая структура не всегда обладает исчерпывающей
% информацией о том, какие конкретно факты необходимы для корректного исполнения
% правил. Эти сведения предоставляют сами исполняющие правила в виде \emph{триплетов цели}.
% В качестве заявки триплету цели может быть передан специальный управляющий символ
% (<<\verb!:!>>, двоеточие), произвольная информация (\verb!:любой-поддерживаемый-тип-данных!),
% либо пустое значение (что указывает на необязательность заполнения данного триплета,
% т.\,е. относится к категории триплетов с необязательной целью). Управляющий символ
% <<\verb!:!>> указывает на то, что рассматриваемый триплет является триплетом с
% обязательной целью и его заполнение в зависимости от контекста и уровня формализации
% должно быть произведено любым из трёх указанных выше способов. Если в качестве
% значения заявки триплету передано произвольное значение, это означает, что данный 
% триплет будет заполнен без участия ЛПР, т.\,е. напрямую выбрано из ВСПТД, а в
% случае его отсутствия в качестве значения будет использоваться текст после 
% управляющего символа <<\verb!:!>>. Например, триплет цели \verb!$MT.SIGMA=:1000;! будет
% преобразован к виду триплета факта \verb!$MT.SIGMA=1000;! и станет триплетом
% с наложенным значением. Таким образом, в процессе проектирования
% появляется множество целей~$\mathcal{C}$:
% %
% \begin{equation}
% \mathcal{C}=\bigcup\mathcal{C}_i,\text{ где }\bigcup\mathcal{C}_i\text{~--- триплет \emph{i}-й цели.}
% \end{equation}
% % 
% Кроме того, может быть два типа сложных целей:
% %
% \begin{enumerate}
% \item Объектная (структурированная) цель.
% \item Составная цель.
% \end{enumerate}
% 
% Объектная (структурированная) цель ожидает получения всей информацию по заданному объекту,
% в соответствии с его префиксом. Например, по заявке \verb!MT.=;! из виртуального
% строкового пространства технологических данных будет
% извлечена вся информация о текущем материале, т.\,е., множество фактов с префиксом
% \verb!MT!. Объектная цель обязательного типа (\verb!MT.=:;!)
% будет преобразована в множество простых обязательных целей согласно структуре
% заданного объекта. Составная цель может быть получена из некоторой
% фразы (фрейма, см.~\autoref{sec:frames}) содержащей факты, цели, и объяснения. Например, фрейм:
% %
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption=Пример фрейма-перехода
% ]
% $L.WOB=019; "притереть";"поверхность"
% $L.KE =:;   "выдерживая требования"
% $D.TT =:;    
% \end{lstlisting}
% % 
% включает в себя факт, простые цели и объяснения. После заполнения
% всех целевых заявок будет получен текст перехода, готовый для
% передачи генератору отчётов.
%  
% В процессе проектирования триплеты группируются в \emph{триплексные строки} в
% контексте <<операция-переход>> и помещаются в виртуальное строковое пространство
% технологических данных. В дальнейшем под \emph{триплексной
% строкой} будем подразумевать некоторое множество фактов и целей, объединённых
% одним ключом. А виртуальное строковое пространство технологических данных~---
% это множество триплексных строк~\cite{Sisukov-2007}.
%  
% \subsection{Представление сложных структур данных в виде триплетов}
% %
% \begin{wrapfigure}{rh}{0.5\textwidth}
%     \vspace{-20pt}
%     \begin{center}
%     \begin{tikzpicture}[every node/.style={draw,circle},
%                         font={\sffamily\footnotesize},-latex,
%                         parent anchor=east,child anchor=west,grow=east]
%     \node {1}
%         child {node {2}
%         child {node {4}}
%             child {node {5}
%                 child {node {6}}
%                 child {node {7}}
%             }
%         }
%         child {node {3}};
%     \end{tikzpicture}
%     \end{center}
%     \vspace{-20pt}
%     \caption[Пример графа, описывающего B-дерево]
%             {Пример графа, описывающего B-дерево}
%     \vspace{-10pt}
%     \label{fig:trp-graph}
% \end{wrapfigure}
% 
% Проведённые автором исследования показали, что с помощью триплетов и триплексных
% строк может быть представлена практически любая, в\,т.\,ч. и достаточно сложная
% структура данных. Рассмотрим в качестве примера часто используемую при проектировании
% специализированных баз данных структуру, именуемую \emph{бинарным деревом}, или \emph{B-деревом}.
% 
% С точки зрения дискретной математики, бинарное дерево является ориентированным ациклическим графом.
% В соответствии с принципами организации в теории ВСПТД предложен следующий метод
% представления графов в триплексной строке. 
% На основании априори известных номеров всех вершин графа
% (\autoref{fig:trp-graph}) необходимо создать множество
% пар вершин вида $\langle N_i,M_i\rangle$,
% где $N_i$~--- номер исходящей, а $M_i$~--- номер входящей вершины, \verb!B!~---
% описываемый объект (префикс), тогда триплексное представление графа будет иметь следующий вид:
% 
% \begin{equation}
% Graph=[N1,M1],[N2,M2],...,[Ni,Mi];
% \end{equation}
% 
% Например, для рассматриваемого B-дерева будет в ВСПТД будет создан нижеуказанный триплет.
% %
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption={Пример триплета, описывающего В-дерево}
% ]
% $B.GRAPH='[1,2],[1,3],[2,4],[2,5],[5,6],[5,7]';
% \end{lstlisting}
% 
% На примере представления графа можно сделать вывод, что в виде триплетов можно
% представлять самую разнообразную  информацию, определяемую в соответствующей
% предметной области, из чего следует, что триплеты могут стать универсальной
% формой записи онтол\'{о}гий\footnote{То есть детальной формализации некоторой
% области знаний с помощью концептуальной схемы. Обычно такая схема состоит из
% структуры данных, содержащей все релевантные классы объектов, их связи и правила
% (теоремы, ограничения), принятые в этой области (\autoref{sec:vsptd-ontology}).}, необходимых для создания
% полноценного протокола взаимодействия многоагентной технологической системы.
% 
% 
% \subsection[Cинтагмы]{Синтагмы%
% %
% \footnote{Синт\'{а}гма (др.-греч. $\sigma\acute{\upsilon}\nu\tau\alpha\gamma\mu\alpha$, букв.
% <<сопорядок>>, от др.-греч. $\sigma\acute{\upsilon}\nu$ <<с>> и др.-греч.
% $\tau\acute{\alpha}\gamma\mu\alpha$ <<порядок>>)~--- многозначный термин,
% переводящийся как классификация, систематизация; компоновка, расстановка.%
% %TODO: ССЫЛКА НА ПЕДИВИКИЮ ИЛИ ЛЮБОЙ ДРУГОЙ СЛОВАРЬ ЗДЕСЬ
% }}
% 
% Представленный в теории ВСПТД способ представления фактов позволяет описывать
% любые $n$--арные отношения через связь имён. Например, если
% префикс \verb!L! задаёт множество элементов обработки, а имя
% \verb!PER! определяет перпендикулярность, то описание отношения перпендикулярности
% может выглядеть следующим образом:
% %
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption={Пример триплета, описывающего отношение перпендикулярности},label=lst:sintagm-1
% ]
% $L.PER='(13,8),(7,4)';
% \end{lstlisting}
% 
% Рассмотренный триплет указывает на то, что поверхность 13 перпендикулярна (состоит
% в бинарном отношении перпендикулярности) поверхности 8, а поверхность 7~---
% поверхности 4. По мнению автора, подобная запись удобна только при небольшом количестве сочетаний,
% в противном случае теряется наглядность данных и встаёт вопрос об целесообразности
% использования символьного описания вместо, скажем, бинарного или ссылочного.
% 
% Поэтому подобные отношения уместнее записывать в виде синтагм. Синтагмы и синтагматические
% цепи относятся к классу логико-лингвистических методов представления знаний.
% Синтагма представляет собой выражение $A \boldsymbol{\rho} B$,
% где $A$ и $B$~--- некоторые понятия или объекты, а $\boldsymbol{\rho}$~--- отношение
% между ними с квантификаторами, модификаторами,
% либо оценками. Следовательно, заданные ранее отношения перпендикулярности (\autoref{lst:sintagm-1})
% будут выглядеть так:
% %
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption={Пример синтагмы, описывающей отношение перпендикулярности},label=lst:sintagm-2
% ]
% $L13 _PER_ $L8;$L7 _PER_ $L4;
% \end{lstlisting}
% 
% Как уже отмечалось выше, в синтагму можно включать и дополнительную информацию в виде
% смысловой оценки, значение которой определяется из контекста отношения.
% Например, выражение:
% %
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption={Пример аннотирования синтагмы}
% ]
% $L5 _NEPER_ $L7 "<0.02";
% \end{lstlisting}
% % 
% обозначает неперпендикулярность поверхности \verb!5! к поверхности \verb!7! не
% более, чем на \verb!0.02!.
% Таким образом, в область фактов включается множество синтагм с отношениями,
% предложенными в работе~\cite{Bruevich-1978}.
% 
% \emph{В качестве первого способа представления технологических данных в теории ВСПТД
% предложено описание в виде фрейма}, в которой базовой компонентой (слотом)
% выступает триплет. В связи с этим следует обратить внимание на следующее:
% допускается применение префиксов без указания имен характеристик объекта, но не
% допускается применение имён характеристик без указания префиксов. То есть
% \verb!L!~--- это есть элемент обработки, но не длина~\cite{Filippov-1991,Sisukov-2007}.
% 
% \subsection{Индексирование триплетов} 
% 
% Пример индексирования триплетов уже был представлен в листинге~\ref{lst:sintagm-2}.
% Рассмотрим его более подробно. Очевидно, что с помощью индексации описывается
% множество однотипных сущностей~--- в обсуждаемом примере это список элементов 
% обработки \verb!L1,L2!\ldots\quad Следовательно, при индексировании триплетов
% в теории ВСПТД принято следующее соглашение: \emph{если объект индексирован,
% то его префикс представляется в виде $P_n$, где $P$~--- 
% базовый префикс, а $n$~--- номер объекта}.
% \begin{table}[t!]
% \caption[Пример таблицы ВСПТД]{Пример таблицы\footnotemark\ виртуального строкового\\пространства технологических данных}
% \newcolumntype{C}{>{\centering}X}%
% \begin{tabularx}{\textwidth}{CCCC}
% \toprule
% \multicolumn{4}{c}{\emph{Патрон для нарезания резьбы плашкой}} \tabularnewline
% \cmidrule(r){1-4}
% Обозначение & Конус Моpзе      & Диаметр        & Дополнительный \tabularnewline
%             & хвостов. патрона & посадки втулки & вылет патрона  \tabularnewline
% \texttt{V.OB} & \texttt{V.NKH}     & \texttt{V.DPO}   & \texttt{V.VI}    \tabularnewline
% % \toprule
% \midrule
% 6161-0021 & 3 & 38,0 & 199 \tabularnewline
% 6161-0022 & 4 & 45,0 & 222 \tabularnewline
% 6161-0023 & 4 & 55,0 & 237 \tabularnewline
% 6161-0024 & 4 & 65,0 & 257 \tabularnewline
% \bottomrule
% \end{tabularx}
% \label{tab:vsptd-tab}
% \end{table}
% \footnotetext{Методы организации таблиц в ВСПТД подробно представлены в~\autoref{sec:vsptd-table}.}
% Отсюда следует ограничение на описание
% префикса: \emph{базовый префикс не должен оканчиваться на цифру}. Рассмотрим ситуацию
% индексирования на примере~\autoref{tab:vsptd-tab}. Предположим, что для работы
% выбраны две строки таблицы~--- первая и третья.
% 
% Фрагмент виртуального строкового пространства технологических данных с
% результатами поиска представлен в листинге~\ref{lst:trp-index}.
% 
% Здесь индексы имеют значение 1 и 2 в соответствии с порядком вхождения найденных
% строк.
% С другой стороны, возможна ситуация, когда одной характеристике объекта
% приписывается несколько значений. В этом случае список значений определяется как
% вектор, значения которого записываются через заданный разделитель.
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption={Пример индексирования триплетов},label=lst:trp-index
% ]
% . . .
% $V1.OB ='6161-0021';
% $V1.DPO=199;
% $V2.OB ='6161-0022';
% $V2.DPO=222;
% $V3.OB ='6161-0023';
% $V3.DPO=237;
% . . .
% \end{lstlisting}
% 
% \subsection{Онтологии и словарь метаданных ВСПТД}
% \label{sec:vsptd-ontology}
% 
% Одним из основополагающих элементов ВСПТД является словарь метаданных (СМД).  С помощью
% СМД осуществляется контроль за данными, некоторыми элементами синтаксиса и
% \nomenclature{СМД}{Словарь метаданных}
% семантики базы знаний ВСПТД, обеспечивается лингвистическое обеспечение системы
% при ведении диалога и формировании отчётов. Принципиально важной
% функцией словаря является обеспечение интерфейса с пользователем на понятийном
% уровне.  Все элементы предметной области имеют общий
% механизм интерфейса понятий. Это позволяет избавить пользователя от необходимости
% работы с кодируемой информацией. В каждом описываемом в СМД реквизите содержится,
% как минимум, следующая информация: мнемоническое обозначение, полное наименование,
% формат и способ получения реквизита.
% 
% Особенно важную роль словарь играет при взаимодействии c действующими (внешниними)
% БД, имеющихся на различных предприятиях. Например, в базе данных режущего
% инструмента на одном предприятии поле диаметр обозначается как \verb!DIAM!, а на
% другом~--- \verb!DIAMETR!, в СМД же он обозначен как \verb!E.D!. Для таких случаев
% в СМД вводится графа, обеспечивающая соответствие имён, содержание которой в
% данном примере может быть таким:
% %
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption={Пример преобразования понятий в СМД}
% ]
% $I1.DIAM; $I2.DIAMETR;
% \end{lstlisting}
%  
% Где $I_1$ и $I_2$ указывают на базы данных, используемые в текущей МАС.
% Очевидно, что роль СМД в многоагентных системах резко возрастает. 
% 
% На основании проведённого исследования автором предлагается расширить понятие словаря метаданных,
% добавив в него \emph{семантические онтологии}.
% Полученная структура позволит реализовать универсальный механизм взаимодействия
% не только между пользователем и системой, но и между агентами внутри многоагентной системы.
% 
% Согласно \cite{Gavrilova-2000}
% можно дать следующее определение онтологии
% %
% \begin{mydef}
% Онтология~--- эксплицитная\footnote{От англ. \emph{explicit}~--- <<явный>>,
% <<открыто выраженный>>.} спецификация концептуализации предметной области
% (как правило таксономическая\footnote{Таксон\'омия (от др.-греч.
% $\tau\acute{\alpha}\xi\iota\varsigma$~--— строй, порядок и $\nu\acute{o}\mu o\varsigma$~---
% закон)~--- учение о принципах и практике классификации и систематизации.}),
% представляющая собой словарь метаданных и знания
% о предметной области во внешнем представлении, которое может транслироваться во
% внутреннее представление агентов.
% \end{mydef}
% 
% Пример онтологических разделов словаря метаданных
% технологических терминов приведён в~\autoref{app:a}.
% 
% % \pagebreak
% 
% Как правило, онтология состоит из следующих частей:
% 
% \begin{itemize}
% \item Множество концептов~--- понятий, представленных в виде триплексных строк.
% \item Отношения между концептами.
% \item Атрибуты и свойства концептов.
% \item Ограничения на свойства и атрибуты.
% \item Экземпляры и присоединённые процедуры, заданные в форме линейных списков.
% \item Знания из предметной области.
% \end{itemize}
% 
% Следовательно, представление онтологии для словаря метаданных виртуального строкового пространства
% технологических данных может быть задано следующим кортежем:
% 
% \begin{equation}
% \mathcal{O}=\langle \mathcal{T},\mathcal{R},\mathcal{I} \rangle\text{, где}
% \end{equation}
% 
% \begin{tabular}{p{2cm} p{14.5cm}}
% $\mathcal{T}$  & множество триплетов (концепций),\\
% $\mathcal{R}$  & множество отношений между ними,\\
% $\mathcal{I}$  & множество интерпретаций.\\
% \end{tabular}
% \hspace{1cm}
% 
% Использование онтологий позволяет отделить
% семантику используемых в процессе проектирования ТПП понятий от непосредственно
% данных, которые они представляют. Подобное разделение особенно важно
% при проектировании языка взаимодействия технологических агентов, ведь,
% как уже отмечалось ранее, агенты внутри ИУП ТПП должны стать универсальными
% преобразователями данных и знаний, т.\,е. для их успешного функционирования
% необходимо избавиться от двусмысленности понятий.
% 
% Для унификации представления знаний в онтологиях предлагается инкапсулировать
% триплексные строки в один из существующих стандартных контейнеров, используя
% \emph{Объектную нотацию языка JavaScript} (\E{JavaScript Object Notation}~--- JSON)
% по аналогии с языком запросов MQL, используемым для доступа к базе знаний \emph{Freebase}~\cite{Bollacker-2008}.
% Однако, предлагаемый автором подход является более гибким вследствие того, что
% ВСПТД~--- это универсальный формат для представления данных и знаний, JSON для
% него всего лишь удобная обёртка, в то время как MQL всего лишь язык запросов,
% использующий синтаксис JSON.
% \nomenclature{JSON}{JavaScript Object Notation}
% Скажем, сообщение, описываемое подклассом понятий, относящихся к
% суперклассу инструмент, может быть задано следующим образом:
% % \pagebreak
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption=Использование обертки JSON для представления метаданных онтологии
% ]
% { "-name" : "Список концептов режущего инструмента",
%   "-prefix" : "E",
%   "row" : [
%       { "denom" : "Наружный диаметр круга",
%         "format" : "9999",
%         "name" : "$E.ADN",
%       },
%     ]
% }
% \end{lstlisting}
% 
% % {"запрос-параметров-инструмента": {
% %         "содержимое": [
% %             "$I.NUM > 3 @ $I.TR И $I.L < $I.L:10//",
% %             "$E.D+//"
% %         ],
% %         "язык": "фрейм-запрос-всптд",
% %         "онтология": {
% %             "инструмент": {
% %                 "режущий": {
% %                     "фрезы" : ["концевые", "торцевые"]
% %             }
% %         }
% %     }  
% % }
% 
% 
% 
% \section{Фреймы}
% \label{sec:frames}
% 
% Термин \emph{фрейм} (от англ. \emph{frame}~--- <<каркас>> или <<рамка>>) впервые был предложен
% Марвином Минским~\cite{Minsky-1981, Gavrilova-2000} в конце 70-х годов для обозначения структуры
% знаний для восприятия пространственных сцен.
% %
% \begin{mydef}
% Фрейм~--- это абстрактный образ для представления стереотипа объекта, понятия или
% ситуации.
% \end{mydef}
% 
% Фрейм представляет собой комплексный пакет знаний, хранимый в человеческом сознании,
% либо в памяти компьютера. Каждый фрейм содержит отделения~--- слоты, в которых
% собраны атрибуты (характеристики) и соответствующие им значения.
% Например, абстрактный образ <<\emph{фрезерный станок}>>, будучи произнесённым
% вслух порождает у слушающих некоторый образ: <<металлорежущий станок, главным
% движением которого является вращение неподвижно закреплённой в патроне фрезы,
% а обработка осуществляется за счёт подачи стола, на котором закреплена заготовка>>.
% Из данного описания ничего нельзя убрать, но в нём есть определённые отделения~---
% \emph{слоты}, в которых собраны атрибуты (характеристики) и соответствующие им значения,
% например <<\emph{главное движение}>> или <<\emph{инструмент}>>.
% 
% В теории фреймов подобный образ называется фреймом фрезерного станка, фреймом также
% называется и формализованная модель для отображения образа.
% Это самые простые фреймы. Минским также предложены и гораздо сложные взаимозависимые
% структуры знаний, фреймы которых в своих слотах могли содержать другие фреймы и
% входить в состав более крупных фреймов. Программа, имеющие в своём распоряжении достаточное
% количество фреймов, может искать в предложении символы, совпадающие с теми,
% которые хранятся в имеющихся слотах, вовлекая в работу и все
% родственные фреймы. Таким образом, система может выводить знания, отсутствующие
% в явном виде в исходных данных.
% 
% Различают \emph{фреймы-образцы}
% или \emph{фреймы-прототипы}, хранящиеся в базе знаний, и \emph{фреймы-экземпляры}, которые создаются
% для отображения реальных фактических ситуаций на основе поступающих данных.
% Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить
% все многообразие знаний о мире через:
% %
% \begin{enumerate}
%     \item \emph{фреймы-структуры}, использующиеся для обозначения объектов и понятий (заказ, поставка, инструмент);
%     \item \emph{фреймы-роли} (инженер, рабочий, технолог);
%     \item \emph{фреймы-сценарии} (изготовление оснастки, совещание, ввод в эксплуатацию);
%     \item \emph{фреймы-ситуации} (тревога, авария, рабочий режим устройства).
% \end{enumerate}
% 
% Под структурой фрейма понимается способ использования схемы, типичной
% последовательности действий, ситуативная модификация фрейма и расположение слотов внутри фрейма. Фрейм, кроме всего
% прочего, включает определённые знания которыми всяких фрейм обладает \emph{априори}
% (до опыта), называемое \emph{презумпцией}.
% Традиционно структура фрейма может быть представлена как перечень свойств~\eqref{eq:frame-struct}.
% %
% \begin{align}\label{eq:frame-struct}
% (&\textit{ИМЯ ФРЕЙМА}:\notag\\
% (&\textit{имя \textbf{1-го слота}: значение \textbf{1-го слота}}),\notag\\
% (&\textit{имя \textbf{2-го слота}: значение \textbf{2-го слота}}),\\
% (&\textit{имя \textbf{N-го слота}: значение \textbf{N-гo слота}}))\notag
% \end{align}
% 
% 
% Существует несколько способов получения слотом значений во фрейме-экземпляре~\cite{Filippov-1991,Sisukov-2007}:
% 
% \begin{itemize}
%     \item по умолчанию от фрейма-образца (default-значение);
%     \item через наследование свойств от фрейма, указанного в слоте АКО\footnote{От англ.~\emph{A-Kind-Of}~--- это.};
%     \item по формуле, указанной в слоте;
%     \item через присоединённую процедуру;
%     \item явно из диалога с пользователем;
%     \item из базы данных.
% \end{itemize}
% 
% Многие свойства фреймов заимствованы из теории семантических сетей, одно из них~---
% т.\,н. наследование параметров. Как и в семантических сетях, во фреймах происходит
% наследование посредством AKO-связей. Если один из слотов фрейма имеет атрибут AKO, 
% значит он указывает на фрейм, стоящий выше его по иерархии, что означает неявное наследование
% аналогичных свойств фрейма родителя.
% 
% Рассматривая теорию фреймов, как один из основополагающих методов представления
% знаний, в теории ВСПТД описан способ представления технологических \emph{знаний} в разных
% приложениях на основе общего механизма, позволяющего интегрировать данные при
% взаимодействии различных элементов ИУП ТПП. За основу в этом механизме взято
% единое представление элементарных фактов и целей. Т.\,е. в качестве основной
% единицы представления фрейма-слота в теории ВСПТД предложен триплет.
% 
% Основные группы представления знаний в виде фреймов следующие:
% 
% \begin{itemize}
%     \item фреймы-переходы и фреймы-операции;
%     \item фреймы-формулы;
%     \item фреймы-таблицы;
%     \item фреймы-продукции;
%     \item фреймы-терминалы;
%     \item фреймы-документы;
%     \item фреймы-объяснения;
%     \item фреймы-запросы. 
% \end{itemize}
% 
% В рамках исследуемой автором предметной области наиболее интересными представляются первые
% три, поэтому в нижеследующих разделах они будут рассмотрены более подробно.
%  
% \subsection{Фреймы-переходы}
% 
% Переходы технологической операции представляются в виде некоторых \emph{целевых фраз},
% в которых располагается переменная информация, представленная в виде триплетов
% цели, что соответствуют фреймовой модели представления знаний. 
%  
% Знания о рассматриваемой предметной области могут быть заданы множеством фреймов,\
% образующих систему $\varPhi_{\text{по}}$. Каждому типу задач в
% $\varPhi_{\text{по}}$ соответствует родовой фрейм (подсистема фреймов),
% отвечающих за решение задач данного типа.
%  
% В такой интерпретации каждому возможному переходу соответствует некоторый фрейм.
% Например, один из фреймов \emph{точение} выглядит так:
% %
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption=Пример фрейма-перехода <<точить>>
% ]
% "точить "$L.NM=:;" выдерживая размеры "$L.L=:; $L.D=:;
% \end{lstlisting}
% %
% Таким же образом можно рассматривать фреймы \emph{сверление},
% \emph{фрезерование}, \emph{шлифование} и~т.\,п.
% 
% При обращении к очередному фрейму, происходит получение всех фреймов цели, входящих
% в его состав, после чего осуществляется поиск извлечённых триплетов в ВСПТД и в случае
% успеха найденные триплеты подставляются вместо целей.
% Факторизация оставшихся целей обеспечивается через управляющую структуру~\ref{eq:control-struct}.
% При размещении фрейма в базе знаний его слоты могут снабжаться дополнительной
% (\emph{превентивной}) информацией, которая может быть использована функцией
% заполнения данного слота. К~примеру, запись:
% %
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption=Пример задания превентивной информации в слоте фрейма
% ]
% $E.TR=:<$E.KI=
%     SQL('SELECT KI
%          FROM ETB-0735
%          WHERE TR = 14');
%     >;
% \end{lstlisting}
% %
% \noindent означает, что для заполнения слота \verb!$E.TR! (типоразмер режущего
% инстру\-мента) при обращении к ИПС инструмент необходимо использовать
% запись в угловых скобках, указывающую по сути способ получения триплета
% через обращение к реляционной базе дынных. Кроме того, у каждого слота фрейма
% может быть значение по умолчанию, либо ссылка на графическое изображение
% (\autoref{fig:frame-pic}).
% 
% \begin{figure}[h!]
% \centering
% \subfloat[labelsep=none][]{\includegraphics[width=0.45\textwidth]{one-frame.eps}}
% \hfill             
% \subfloat[labelsep=none][]{\includegraphics[width=0.45\textwidth]{many-frame}}
% 
% \caption[Связь графических изображений и фреймов]
%         {Связь графического изображения с одним (\emph{а}) и нескольким (\emph{б}) фреймами}
% \label{fig:frame-pic}
% \end{figure}
% 
% Формальная запись синтаксиса фрейма-перехода может быть представлена следующим
% образом~\cite{Filippov-1991}:
% \begin{itemize}
%     \item Терминалы%
%     \begin{verbatim}
% 'идентификатор'  '*'  '#'  '.'   ';'  '//'  '>'  '<'  ':'
% ' ' '$'  '='  'целое'  'текст'  '''  '"'
%     \end{verbatim}
% \item Нетерминалы%
%     \begin{verbatim}
% ЗНАЧЕНИЕ ::= целое,['.',целое];текст.
% ТРИПЛЕТ ::= '$','идентификатор','.','идентификатор','=',
%            (':','значение';' ');'значение';
%            ('#','целое'*'.');
%            ('#','#','идентификатор'),';'.
% ПЕРЕХОД ::= 'идентификатор',('<','триплет','>';
%             ' ';'триплет';'текст';'*')*';','//'.
% \end{verbatim} 
% \end{itemize}
% 
% Нетрудно заметить, что если переходы рассматриваются как фреймы, то и операцию
% можно рассматривать как фрейм, состоящий в основном из ссылок на фреймы-переходы,
% что является очень важным моментом при реализации процедуры унификации операций.
% 
% 
% \subsection{Фреймы-формулы}
% 
% Формулы являются одним из наиболее распространённых видов представления
% технологических знаний. Технологических формулы могут быть как простыми, т.\,е.
% использующими только арифметические операции, так и довольно сложными, включающими
% тригонометрические и другие функции. В литературе по технологии 
% приборостроения подобные выражения встречаются повсеместно. Рассматриваемые
% формулы могут носить как теоретический, так и эвристический характер, но для всех них
% должен быть продуман удобный механизм хранения, редактирования и передачи т.\,е. формулы 
% не должны быть привязаны к тому или иному компоненту ИУП ТПП, а
% должны храниться вне информационного поля того или иного средства \mbox{автоматизации}%
% \footnote{К счастью
% создатели современных средств автоматизации технологических процессов уже не
% <<вшивают>> формулы в логику своих программ, позволяя пользователям редактировать
% существующие и создавать новые формулы, но в каждой программе используется
% свой собственный формат представления, что может приводить к дублированию.}.
% 
% Известные прикладные пакеты программ для работы с электронными таблицами
% (Gnumeric, KSpread, Microsoft Excel, Numbers,
% LibreOffice Calc, OpenOffice.org Calc) позволяют в ячейки таблиц помещать формулы,
% связанные только со значением параметров из других ячейках этой же
% таблицы. В теории ВСПТД разработано соответствующее представление
% формул и методы их хранения и способы реализации.
% 
% Фрейм-формула~--- арифметическое выражение, представленное с помощью символьной
% строки, в которой значения переменных заданы в виде триплетов целей и постоянных
% величин (коэффициентов). Синтаксис формулы соответствует синтаксису
% арифметического выражения в поисковом образе. Например, запись: 
% \verb!X=$A*$Y**$K! соответствует формуле
% %
% \begin{equation}
% X=A\times Y^K\notag
% \end{equation}
% 
% Такое представление позволяет рассматривать формулу, как некоторую текстовую
% строку, которую можно хранить в базе знаний как и другие типы знаний. 
% Рассмотри следующий пример:
% сила двухугловой гибки с полным обжатием на горизонтально-гибочной машине
% рассчитывается по следующей формуле:
% 
% \begin{equation}
% P=\Bigg[0{,}7\frac{t^2}{r+t}B+(1{,}5+0{,}15\frac{\sqrt{F}}{t})F\Bigg]\sigma_B\text{, где}\notag
% \end{equation}
% 
% \begin{tabular}{p{1cm} p{13.5cm}}
% $t$    & толщина изгибаемой заготовки, мм;\\
% $r$    & внутренний радиус гибки заготовки;\\
% $F$    & \hangindent=.7cm Площадь проекции гибки на направление, перпендикулярное движению пуансона, мм$^2$;\\
% $B$    & Ширина изгибаемой заготовки, мм;\\
% $\sigma_B$  & предел прочности, Па.\\
% \end{tabular}
% \\ 
% 
% Каждому из этих параметров необходимо присвоить имя и назначить одну из нижеуказанных
% масок\footnote{Данный формат впервые был
% предложен комитетом \emph{КОДАСИЛ} (англ. \emph{COnference on DAta SYstems Language}~---
% Конференция по языкам систем обработки данных).}:%TODO: ССЫЛКА ЗДЕСЬ http://comp.vslovar.org.ru/457.html
% %
% \begin{itemize}
%     \item \verb!99...99! или \verb!9(n)!~--- формат целого поля, где \verb!n!~--- количество цифр в реквизите.
%     \item \verb!9...9V9...9! или \verb!9(n)V9(n)!~--- формат вещественного поля, где \verb!V! разделитель между целой и десятичной частью.
%     \item \verb!S9...9! или \verb!S9...9V9...9!~--- формат поля со знаком.
% \end{itemize}
% %
% В рассматриваемом примере соответствие будет выглядеть следующим образом:
% %
% \begin{itemize}
% \item параметру $P$ соответствует имя реквизита \verb!Z.PWR!;
% \item параметру $t$ соответствует имя реквизита \verb!Z.DPT!;
% \item параметру $r$ соответствует имя реквизита \verb!Z.INR!;
% \item параметру $F$ соответствует имя реквизита \verb!Z.AREA!;
% \item параметру $B$ соответствует имя реквизита \verb!Z.WDT!;
% \item параметру $\sigma_B$ соответствует имя реквизита \verb!M.PP!.
% \end{itemize}
% %
% Тогда:
% %
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption={Пример фрейма, описывающего формулу}
% ]
% Z.PWR=(0,7*(($Z.DPT**2)/($Z.INR+$Z.DPT))*
%        $Z.WDT+(1,5+0,15*(SQRT($Z.AREA)/$Z.DPT))*
%        Z.AREA)*$M.PP;
% \end{lstlisting}
% %
% Принцип хранения формул в базе знаний соответствует уже описанному ранее
% методу хранения знаний, представимых в строковой или табличной форме. Формулы
% разбиваются на группы, группы помещаются в виртуальные строки ВСПТД. 
% 
% \subsection{Фреймы-таблицы}
% \label{sec:vsptd-table}
% 
% На сегодняшний день наиболее распространённым способом хранения данных в виде
% таблиц являются реляционные базы данных. Тем не менее, проведённое автором
% исследование показало, что данный способ удобен только при работе с единой
% базой данных, в противном случае стандартный метод извлечения данных с помощью
% SQL\footnote{Англ. \emph{Structured Query Language}~--- <<язык структурированных
% запросов>>. Универсальный компьютерный язык, применяемый для создания,
% модификации и управления данными в реляционных базах данных.}-запросов может не сработать из-за несовместимости систем управления базами
% данных. Поэтому для передачи табличных данных внутри информационно-управляющей
% платформы технологической подготовки производства предлагается
% использовать ВСПТД.
% 
% В соответствии с теорией виртуального строкового пространства технологических данных
% каждая таблица содержит несколько экземпляров строк информации одной структуры.
% При этом в структуре таблицы описывается список реквизитов с идентификацией
% подобно тому, как это реализовано в триплете факта.
% 
% Такое представление
% позволяет передавать в раздел технологических данных ВСПТД сразу же в форме
% триплетов вида:
% %
% \begin{equation}
% T=\langle IT,ST,FT,CT,HT,BT\rangle\text{, где}    
% \end{equation}
% %
% \begin{tabular}{p{1cm} p{15.5cm}}
% $T$     & таблица;\\
% $IT$    & имя таблицы;\\
% $ST$    & структура таблицы;\\
% $FT$    & фрейм-запрос;\\
% $CT$    & дополнительные характеристики таблицы;\\
% $HT$    & заголовок таблицы;\\
% $BT$    & тело таблицы.\\
% \end{tabular}
% \hspace{1cm} 
% 
% Имя таблицы~--- это ключ строки в ВСПТД, в которой располагается таблица. Структура
% таблицы представляет текстовую строку, в которой через точку с запятой
% перечисляются имена используемых реквизитов с описанием формата и названия полей.
% Признаком конца такой строки служат две литеры <<косая черта>>,
% пробелы при этом игнорируются. Например, следующее описание:
% %
% \begin{lstlisting}[
%     language=python,showstringspaces=false,basicstyle=\ttfamily,
%     numbers=left,numberstyle=\footnotesize,numbersep=5pt,frame=tb,
%     caption={Пример фрейма, описывающего таблицу}
% ]
% E.NUM 999; E.TR X(12); E.L 999V99; E.D 99 //
% \end{lstlisting}
% %
% \noindent говорит, что каждая строка таблицы состоит из четырех реквизитов
% \verb!E.NUM!, \verb!E.TR!, \verb!E.L! и \verb!E.D!, расположенных в указанном
% порядке, причем реквизиты \verb!E.NUM! и \verb!E.D!~--- целые длиной 3 и 2 символа,
% \verb!E.TR!~--- текстовая строка из 12 литер, а реквизит \verb!E.L!~---
% вещественное с тремя знаками до запятой и двумя~--- после запятой.
%  
% В дополнительных
% характеристиках таблицы содержится информация, общая для всех строк таблицы. В
% заголовке указывается наименование таблицы. Тело таблицы содержит
% непосредственно данные. Выборка данных осуществляется с помощью универсальной
% структуры, именуемой \emph{фреймом-запросом}.
% 
% Все таблицы ВСПТД группируются, образуя некоторое виртуальное
% пространство, построенное по принципу \mbox{В-дерева}. Кроме того, обеспечивается
% взаимодействие через интерфейс ВСПТД с ранее созданными БД (см.~\autoref{sec:vsptd-ontology}). 
% Если требуется работа с внешней БД, то фрейм-запрос транслируется в SQL-запрос
% (в случае работы с реляционной базой), либо происходит прямое обращение к индексу
% B-дерева (в случает работы с нереляционными БД, использующими подход NoSQL~\cite{Cattell-2011}), либо 
% преобразование фрейма-запроса и обращение к методу извлечения данных (в случае работы с 
% объектной БД), после чего поиск осуществляется уже во внешней БД. То есть, можно
% сказать, что фреймы-таблицы ВСПТД являются универсальным курсором как для реляционных,
% так и для нереляционных баз данных, используемых для создания ИУП ТПП.
% 
% \subsection{Протоагенты}
% \label{sec:protoagents}
% 
% Автором предлагается расширить понятие фрейма ВСПТД, добавив в его определение обязательный 
% уникальный идентификатор, определив контекст поведения и связав его с
% определённым технологическим объектом через внутренний интерфейс.
% Наличие контекста даёт возможность создать распределённую 
% сетевую структуру, в которой могут взаимодействовать подобные абстрактные агенты
% или \emph{протоагенты}. Архитектура рассматриваемого \emph{протоагента}
% представлена на \autoref{fig:net-frame}.
% 
% \begin{figure}[t!]
%     \centering
%     \includegraphics[width=0.55\textwidth]{net-frame.eps}
%     \caption[Архитектра протоагента]
%             {Архитектра протоагента}
%     \label{fig:net-frame}
% \end{figure}
% 
% Контекст, в котором существует протоагент может включать набор ассоциированных с
% ним поведенческих характеристик. Данные характеристики могут влиять на внутреннее
% поведение контекста. Для разных контекстов будут определены разные модели поведения
% протоагента. Контексты могут быть упорядочены в иерархическую структуру, т.\,е. 
% содержать подконтексты. Таким образом, контексты при необходимости могут быть разделены
% на компоненты. Членство в контекстах наследуется, что следует из определения 
% фрейма.
% 
% Протоагентом данная модель называется потому, что имеет лишь потенциальную
% возможность к взаимодействию в агентной среде, т.\,к. в ней во-первых, не
% определено внутреннее поведение (лишь контекст технологического процесса, полностью
% зависящий от машины логического вывода), а во-вторых, не
% задан механизм поиска протоагентов в сети (предполагается, что машина логического
% вывода \emph{априори} владеет информацией о всех протоагентах).
%