Графовая модель: устройство и использование • Графовые модели

Графовая модель: устройство и использование

Для чего нужна модель #

Факторы и результат модели #

С использованием информации, сохраненной в базе данных модели, можно построить различные графовые модели. Графовая модель связывает факторы модели с целевой функцией. С помощью скрипта пользователь задает правила построения графа и цепочек связей

  • теги, из которых будут исходить цепочки связей графа (факторы-источники),
  • теги, через которые пройдут цепочки связей (факторы-перекрестки), и
  • теги, на которых цепочки связей графа будут завершаться. Такие теги называют «целевая функция» — это такое «целевое» свойство модели, на которые требуется существенно повлиять в результате изменений значений (весов) малого количества факторов.

Скрипты с правилами построения графовых моделей сохраняют в макетах гридов. Например, скрипт

создает графовую модель, которая показывает влияние учтенных в модели факторов на целевую функцию — неплановую остановку предприятия

Цепочки связей и расчет графовой модели #

Цепочки связей исходят из факторов-источников и завершаются на целевой функции модели. Алгоритм ПО almaGRID находит все цепочки связей в соответствии с правилами, заданными в скрипте. Для каждой цепочки связей вычисляется ее вес, как результат перемножения весов всех входящих в цепочку тегов и весов дуг.

Например:

           Связь              Связь                Связь                Связь
          вес=0.6            вес=0.6              вес=0.5              вес=0.6
[Фактор3] -------> [Фактор5] -------> [Прерывание -------> [Прерывание -------> [Остановка
                                       операции 5]          операции 7]         Предприятия]
 вес=0.3            вес=0.9               вес=1                вес=1                вес=1
                                                                                   

ВесЦепочки = 0.3 * 0.6 * 0.9 * 0.6 * 1 * 0.5 * 1 * 0.6 * 1 = 0.02916.

Веса всех цепочек графовой модели суммируются, давая численное значение результата графовой модели (значение целевой функции графовой модели).

Обозреватель графовых моделей #

Обозреватель моделей (Model Explorer) предназначен для

  • поиска факторов, которые наиболее влияют на результат,
  • анализа сценарии и проверки гипотез – как измениться результат при изменении выбранных факторов,
  • построения плана действий – как минимальным воздействием добиться максимального эффекта.

Например,

  • среди факторов модели
  • можно найти те, которые являются источниками цепочек связей с наибольшим весом — в данном примере это [Фактор 6] и [Фактор 2]
  • посмотреть, как измениться значение целевой функции при уменьшении весов [Фактор 6] и [Фактор 2] в два раза
  • и разработать план действий, направленных на изменение влияния [Фактор 6] и [Фактор 2], с указанием влияния каждого из мероприятий на значение целевой функции.

Как устроена модель #

Тег #

Тег — это текст. Теги в almaGRID образуют древовидную (иерархическую) структуру.

Теги могут быть служебными (встроенными) или определенными пользователем

  • Служебные теги показаны в дереве тегов жирным шрифтом. Они используются для
    • описания стандартных определений, принятых в almaGRID (языки, календари, пользователи, и т.п.),
    • использования в составе скриптов и макетов форматов.
  • Теги, определенные пользователем, показаны в дереве тегов нормальным шрифтом черным цветом. Если не удается найти перевод тега на текущий язык модели, то берется название тега на наиболее близком языке и такой тег в дереве отображается серым цветом. Теги, определенные пользователем, используются для
    • описания элементов модели,
    • задания параметров скриптов,
    • описания переменных макетов форматов,
    • удобства структурирования информации.

От того, как построено дерево тегов, во многом зависит удобство работы с моделью и возможности гибко изменять модель: 

  • добавлять или исключать элементы модели
  • разделять сложную модель на несколько простых или
  • объединять несколько моделей в одну

Грид #

Грид — это разметка рабочего листа Excel в виде таблицы для ввода и отображения информации о модели.

Грид имеет тело и заголовки.

В ячейках тела грида отображаются объекты модели. Это могут быть значения связей, текстовые описания, расчетные формулы, гиперссылки на внешние документы, изображения.

В ячейках заголовков отображаются теги.

Для удобства можно выводить структуру ветви дерева, теги которой использованы в заголовке грида.

Макеты гридов и скрипты #

Макеты гридов можно сохранять в дереве тегов. Сохраненные макеты гридов отмечаются иконкой

При построении макетов гридов используется внутренний скриптовый язык almaGRID. Ниже показан пример макета грида и результат его работы.

Объект #

Объект – это единица информации модели. Объект может быть числом, текстом, логической константой, формулой, инструкцией almaGRID, гиперссылкой или изображением.

Например, если в модели [Тег1] и [Тег2]  это узлы графа, то объект-число Объект1 с двумя такими тегами — это дуга (непосредственная связь) между узлами, соответствующими [Тег1] и [Тег2].

           Объект1
[Тег1] -------------- [Тег2]

Также можно описать направленную дугу от [Тег1] к [Тег2]. Для этого нужно использовать встроенный тег [=>], показывающий направление связи. То есть объект-число с тегами [Тег1] и [=>][Тег2] описывает направленную дугу

           Объект1
[Тег1] --------------> [Тег2]

Значение объекта (вес дуги графа) #

Значение Объекта1 — это вес дуги между двумя узлами, представленными тегами [Тег1] и [Тег2]

Выделенный красным фрагмент грида соответствует следующему фрагменту графа:

              Объект1
            ВесДуги = 6
[Фактор3] --------------> [Фактор5]
Значение (вес) дуги графаОписание ситуации
< 1Дуга описывает «понижающее» влияние одного фактора на другой. То есть реализация первого фактора «подавляет» реализацию второго фактора.
>1Дуга описывает «повышающее» влияние первого фактора на второй. То есть реализация первого фактора «стимулирует» реализацию второго фактора.
= 1Дуга описывает такую связь, что все причины, влияющие на реализацию первого фактора точно также влияют на реализацию второго фактора: связь не усиливает и не подавляет это влияние.
= 0Реализация первого фактора никак не влияет на реализацию второго фактора. Если у второго фактора отсутствуют другие причины реализации, кроме первого фактора, то второй фактор не будет реализован.
не определеноДуга отсутствует. Отсутствует информация о причинно-следственной или логической связи между первым и вторым фактором. Если граф описывается гридом, то ячейка грида, соответствующая значению (весу) дуги остается пустой.
нечисловое значениеЗначение (вес) дуги принимается = 1

Приведенные правила могут быть применены как при описании причинно-следственных диаграмм, так и при построении моделей вероятностных моделей, байесовских сетей или иных вычислительных алгоритмов.

Описывать дуги графа можно

Значимость тега (вес узла графа) #

Значимость тега задается с помощью встроенного тега [Значимость (Weight 0-10)]. Объект-число с двумя тегами [Тег1] и [Значимость (Weight 0-10)] задает вес [Тег1].

Объект-число с двумя тегами [Тег1] и [Значимость (Weight 0-10)] задает вес [Тег1]. Вес тега можно задать в гриде:

              Объект1
              вес=0.6
[Фактор3] --------------> [Фактор5]
 вес=0.3                   вес=0.9 

При этом вес тега отобразится в дереве тегов. При включенном режиме «almaGRID»-«Теги»-«Инструменты»-«Показать значимость (ранг) Тегов».

Вес тега показан в фигурных скобках в виде {ВесТега — ВесСУчетомРодительскихТегов}.

ВесТега — это вес, который задан для тега.

ВесСУчетомРодительскихТегов — это произведение веса тега и весов всех его родительских тегов, если они заданы. Нужно помнить, что при вычислении произведения используются «истинные» значения весов тегов, в то время как в гридах и диалоговых формах значения весов тегов выводятся умноженными на 10.

Если вес тега не задан, то он принимается равным 1.

Описывать значения (веса) тегов можно

База данных модели #

Дерево тегов, объекты и макеты гридов сохраняются в базе данных. База данных может быть организована как

  • отдельный файл (файл с расширением *.aprj) — вариант использования almaGRID как desk-top приложения;
  • база данных под управлением СУБД PostgreSQL, MySQL, MS SQL — в этом случае ПО almaGRID работает как клиент-серверное приложение (возможность одновременной работы нескольких пользователей с одной базой данных).

Практика использования #

Источники данных для моделей #

Quantitative data

  • Результаты измерений (датчики, регистраторы, …)
  • Исторические данные (ERP-системы, корпоративные ИТ-системы, …)
  • Любые записи (реестры, протоколы, локальные базы данных, …)

Expert assessments

  • Данные, полученные от отдельных экспертов или экспертных сообществ.
  • Можно использовать корреляционный анализ для контроля целостность модели
  • Можно использовать метод Делфи для контроля непротиворечивости модели
  • Different groups of experts can be involved for different parts of the model.

Combination of data and expertise

  • В одной модели можно сочетать количественные данные и экспертные оценки
  • As new data collection systems emerge, you can replace expert judgment with quantitative data

Интеграция с Excel #

Модуль интеграции ПО almaGRID с Excel создает в ленте Excel вкладку “almaGRID”, на которой размещает инструменты для работы моделями и настройки ПО.

Ниже перечислены элементы управления ПО almaGRID.

Элемент управленияOverview
Настройка подключения к базе данных модели
Управление синхронизацией данных рабочей книги Excel с базой данных модели
Настройка параметров almaGRID
Начало и окончание работы с моделью
Управление пользователями модели и их правами
Управление тегами модели
Управление разметкой форм ввода-вывода и правилами 
Управление объектами
Обозреватель моделей
Область тегов пользователя
Информация о лицензии
Информация о программе

Языки интерфейса и тегов #

Можно независимо изменять

«almaGRID»-«Настройки»-«Языки»:

If you have found a spelling error, please, notify us by selecting that text and pressing Ctrl+Enter.

Spelling error report

The following text will be sent to our editors: