ЕКСПЕРТНА СИСТЕМА З АГРОТЕХНОЛОГІІ ВИРОЩУВАННЯ КУКУРУДЗИ

Дипломная работа по предмету «Программирование»
Информация о работе
  • Тема: ЕКСПЕРТНА СИСТЕМА З АГРОТЕХНОЛОГІІ ВИРОЩУВАННЯ КУКУРУДЗИ
  • Количество скачиваний: 10
  • Тип: Дипломная работа
  • Предмет: Программирование
  • Количество страниц: 92
  • Язык работы: українська мова (Украинский)
  • Дата загрузки: 2014-06-23 21:27:56
  • Размер файла: 1824.55 кб
Помогла работа? Поделись ссылкой
Ссылка на страницу (выберите нужный вариант)
  • ЕКСПЕРТНА СИСТЕМА З АГРОТЕХНОЛОГІІ ВИРОЩУВАННЯ КУКУРУДЗИ [Электронный ресурс]. – URL: https://www.sesiya.ru/diplomnaya-rabota/programmirovanie/ekspertna-sistema-z-agrotehnolog%D1%96%D1%96-viroschuvannya-kukurudzi-/ (дата обращения: 03.08.2021).
  • ЕКСПЕРТНА СИСТЕМА З АГРОТЕХНОЛОГІІ ВИРОЩУВАННЯ КУКУРУДЗИ // https://www.sesiya.ru/diplomnaya-rabota/programmirovanie/ekspertna-sistema-z-agrotehnolog%D1%96%D1%96-viroschuvannya-kukurudzi-/.
Есть ненужная работа?

Добавь её на сайт, помоги студентам и школьникам выполнять работы самостоятельно

добавить работу
Обратиться за помощью в подготовке работы

Заполнение формы не обязывает Вас к заказу

Информация о документе

Документ предоставляется как есть, мы не несем ответственности, за правильность представленной в нём информации. Используя информацию для подготовки своей работы необходимо помнить, что текст работы может быть устаревшим, работа может не пройти проверку на заимствования.

Если Вы являетесь автором текста представленного на данной странице и не хотите чтобы он был размешён на нашем сайте напишите об этом перейдя по ссылке: «Правообладателям»

Можно ли скачать документ с работой

Да, скачать документ можно бесплатно, без регистрации перейдя по ссылке:

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ
ТАВРІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


ЗАТВЕРДЖУЮ
Зав. кафедри ІТ
________________
В.М. Малкіна
“____” __________2014 р.




ЕКСПЕРТНА СИСТЕМА З АГРОТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ КУКУРУДЗИ ФЕРМЕРСЬКОГО СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ПІДПРИЄМСТВА «ОРАНТА», (С. РОЗІВКА, ЯКИМІВСЬКИЙ РАЙОН, ЗАПОРІЗЬКА ОБЛАСТЬ) НА ОСНОВІ ПЛАТФОРМИ MICROSOFT VISUAL STUDIO


Дипломний проект
Пояснювальна записка
15ІТД.013.000000 ПЗ




Дипломник______________________________________ Лукін О.К.
Керівник, доц. ___________________________________ Лубко Д.В.
Нормоконтроль __________________________________
Консультант з охорони праці та довкілля ____________




Мелітополь
2014


РЕФЕРАТ
Дипломний проект складається з пояснювальної записки, що виконана на 85 сторінках, та 6 аркушах креслярських робіт.
Пояснювальна записка містить 6 розділів, 19 рисунків, 2 таблиці, та 27 джерел технічної та спеціальної літератури.
Мета дипломного проекту полягає у створенні простої та ефективної експертної системи, що дозволяє забезпечити кваліфіковану відповідь користувачу та правильну рекомендацію з агротехнології вирощування кукурудзи.
Для реалізації наміченої мети виконано аналіз інформаційної підтримки висаджування сільськогосподарської культури.
В проекті запропоновано систему, яка приймає запити від користувача через встановлення відповідних прапорців на формі системи, робить відповідь на основі вбудованої бази знань та машини логічного виведення.
Доцільність запропонованих проектних рішень підтверджується техніко-економічною оцінкою. Для здійснення проекту потрібно 7887 грн. додаткових капітальних вкладень, термін окупності яких складає 1 рік та 6 місяців.





ІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА, ЕКСПЕРТНА СИСТЕМА, ПРОДУК-ЦІЙНІ ПРАВИЛА, БАЗА ДАНИХ, КОМП’ЮТЕР, БАЗА ЗНАНЬ, МАШИНА ЛОГІЧНОГО ВИВЕДЕННЯ, ВИРОЩУВАННЯ КУКУРУДЗИ, АГРОТЕХНО-ЛОГІЯ.


СПИСОК СКОРОЧЕНЬ І УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

ЕС - Експертна система
БД - База даних
БЗ - База знань
ПП - Програмний продукт
ТОВ - Товариство з обмеженою відповідальністю
ПК - Персональний комп’ютер
Prolog - Мова логічного програмування „Programmation en Logique”
CLIPS - Мова програмування „C Language Integrated Production System”
ПЕОМ - Персональні електронно-обчислювальна машини
ЕОМ - Електронно-обчислювальна машина

ЗМІСТ

Вступ…………………………………………………………………………... 9
1 Характеристика предметної області та постановка задачі…………… 11
1.1 Характеристика предметної області…………………………………… 11
1.2 Постановка задачі………………………………………………………… 15
1.3 Висновки по розділу №1…………………………………………………. 16
2 Проектування експертної системи………………………………………… 17
2.1 Проектування структури експертної системи…………………………... 17
2.2 Розробка схеми роботи системи ………………………………………… 19
2.3 Вибір мов і систем програмування …………………………………….. 22
2.4 Висновок по розділу №2…………………………………………………. 27
3 Програмна реалізація експертної системи………………………………... 28
3.1 Вимоги до технічних засобів та апaрaтного забезпечення…………….. 28
3.2 Розробка інтерфейсу експертної системи……………………………….. 29
3.3 Розробка елементів керування між формами системи…………………. 32
3.4 Розробка системи логічного виведення експертної системи………….. 35
3.5 Дослідна експлуатація, тестування та впровадження системи...............39
3.6 Висновки по розділу №3…………………………………………………. 48
4 Охорона праці………………………………………………………………. 49
4.1 Аналіз небезпечних та шкідливих чинників…………………………… 49
4.2 Розробка заходів з охорони праці……………………………………….. 51
4.3 Ергономічна оцінка робочого місця…………………………………….. 59
4.4 Розрахункова частина……………………………………………………. 65
4.5 Пожежна безпека…………………………………………………………. 70
4.6 Висновки по розділу №4…………………………………………………. 74
5 Економічні розрахунки…………………………………………………….. 75
5.1 Розрахунок витрат на розробку інформаційної системи……………… 75
5.2 Розрахунок експлуатаційних витрат при використанні нового програмного продукту………………………………………………………. 72
5.3 Розрахунок річного економічного ефекту від впровадження нової системи………………………………………………………………………… 79
5.4 Розрахунок терміну окупності витрат…………………………………... 80
5.5 Висновки по розділу №5…………………………………………………. 81
Висновки………………………………………………………………………. 82
Список літератури……………………………………………………………. 83
Додатки………………………………………………………………………....85


ВСТУП

Експертною системою (EC) називають систему підтримки прийняття рішень, яка містить знання з певної вузької предметної області, а також може пропонувати користувачу рішення проблем з цієї галузі і обґрунтовувати їх. Експертна система складається з бази знань, механізму логічного виводу і підсистеми обґрунтувань.
Експертна система акумулює професійні знання керівників і фахівців, використовуючи їх для формування бази знань, яка містить набір взаємоповязаних правил. При прийнятті рішень стає можливим аналіз наслідків різних рішень у вигляді питань "що буде, якщо...", не витрачаючи часу на трудомісткий процес програмування.
Створення експертних систем - це спроба значного розширення області застосування компютерної техніки і суттєвого збільшення її можливостей як допомоги людині у її інтелектуальній роботі.
До появи експертних систем компютери створювались за принципами алгоритмічної методології. Для того, щоб такі обчислювальні системи могли успішно працювати, вимагається виконати значну низку попередніх умов. Перш за все, для кожної розвязуваної задачі потрібно знайти або створити алгоритм. Потім цей алгоритм потрібно перетворити у докладну програму яка реалізуватиме майбутні обчислення. Також, потрібно потурбуватися про те, щоб всі обчислення були забезпечені повним обсягом достовірної вихідної інформації.
Такий спосіб використання компютерної техніки повязаний зі значними труднощами. По-перше, по мірі зростання складності розвязуваних задач, швидко зростає трудомісткість і вартість програмування роботи компютера, що вже зараз стає сильним гальмом для подальшого використання обчислювальної техніки.
По-друге, багато практичних задач, які виникають в процесі діяльності людини, не забезпечені належним обємом вихідних даних, оскільки людина діє як правило в умовах більшої чи меншої інформаційної невизначеності.
Як результат, багато важливих задач людина не може перекласти на компютер, що працює за принципами алгоритмічної методології, що істотно знижує область практичного застосування компютерної техніки.
Фермерське сільськогосподарське підприємство «Оранта» запропону-вала розробити експертну систему для свого господарства. За отриманим технічним завданням ми почали розроблювати експертну систему з агротехнології вирощування кукурудзи.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ ТА ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ

1.1 Характеристика предметної області

Даний дипломний проект присвячений розробці експертної системи для фермерського сільськогосподарського підприємства «Оранта», (с. Розівка, Якимівський район, Запорізька область).
Перш ніж проводити проектування експертної системи, спочатку ми докладно розглянемо та проаналізуємо структуру та господарську діяльність ФСП «Оранта».
Розглянемо спочатку інформацію про господарство.
Розівка (німецька колонія поселенців № 7, «Rosenberg») - це селище міського типу, центр Розівського району Запорізької області. За 60 км на північний захід від Маріуполя та за 172 км від облцентру.
Територія сучасної Розівки ще в стародавні часи була заселена землеробськими та скотарськими племенами.
Поселення було засновано в 1788 р. як німецька колонія поселенців № 7, «Rosenberg» (Розенберг) на площі в 1456 десятин землі за 155 км на південний схід від Запоріжжя німецькими переселенцями (26 сімей) із Західної Пруссії.
1898 р. - змінено назву населеного пункту на село Розівка.
Територіально-адміністративне підпорядкування в радянський період - Запорізька та Дніпропетровська області, імені В. В. Куйбишева (Царекостянтинівський) та Люксембурзький німецький райони.
1938 рік - присвоєно статус селище міського типу.
Розівка (колишня назва - Венера) - сіло, центр сільської Ради. Розташована в 33 км. від районного центру, в 1 км. від залізничної станції Сокологорноє, на лінії Мелітополь - Джанкой, в 3,5 км. від автодороги Москва - Сімферополь. Населення - 679 чоловік. Сільраді підпорядковані села Дружба, Зірка, Червонє.
На території Розівки розміщена центральна садиба Сокологорнен-ського ефиромасличного радгоспу-заводу (утворений в 1957 р.), за яким закріплено 7913 га сільськогосподарських угідь, з них 7650 га орної землі, в т.ч. 1649 га - зрошуваною. Господарство спеціалізується на вирощуванні троянди, коріандру, шавлії, лаванди. Займається також відгодівлею свиней, розвиває рослинництво. Підсобне підприємство — лісопилка.
Є Сокологорненська середня школа. Є будинок культури із залом на 400 місць, бібліотека з книжковим фондом 8395 екземплярів, фельдшерсько-акушерський пункт, дитячий сад, 3 магазини, їдальня, комплексно-приймальний пункт
Галузі якими займаються в господарстві:
рослинництво.
вирощування зернових та технічних культур.
тваринництво.
виробництво м’яса.
виробництво готових кормів для тварин, що утримуються на фермах.
Продукція та послуги господарства: зерно, зернобобові, пшениця, кукурудза, соняшник, коренеплоди кормові, силос, ВРХ, свині, молоко.
Сьогодні у ФСП «Оранта» існує свій підрозділ з 5 ПК та своя локальна мережа. Мережа потрібна для систематизації зібраної документації: готових контрактів, переліку технічних вимог по експлуатації різних видів техніки та устаткування, веденню бухгалтерії, готові звіти, тощо.
Але цього для ефективного розвитку ФСП «Оранта» цього замало.
Для розвитку ФСП «Оранта» потрібно створення простої та сучасної експертної системи з агротехнології вирощування кукурудзи, яка реалізовувала та виводила раціональні агротехнології по вирощуванню кукурудзи у селищі, як одного з перспективних напрямків їх діяльності.
На рисунку 1.1 наведено супутниковий вигляд с. Розівка.


Рисунок 1.1 – Супутниковий вигляд с ФСП «Оранта»
(с. Розівка, Якимівський район, Запорізька область

Тобто зі створенням такої ЕС ФСП «Оранта»: буде мати кращий і більш оперативний вибір агротехнології з вирощування кукурудзи; базу даних, в ній буде зберігатися інформація про кукурудзу та інформацію про неї; можливість зберігання отриманої агротехнології, для перенесення, друку агротехнології тощо, з метою зменшення затрат та часу.
А все це, в свою чергу, надасть змогу якісно покращити роботу селища, автоматизувати її систему накопиченню даних та в кінцевому етапі зможе принести йому значні прибутки.
Сучасні дослідження в області експертного аналізу сконцентровані на розробці та впровадженні програмних систем, в основу яких покладені методи штучного інтелекту. Для того щоб програмна система мала можливості експерта, вона повинна відповідати таким умовам:
програмна система повинна володіти знаннями, тобто мати до них доступ і вміти їх використовувати;
знання, якими володіє програмна система, повинні бути спрямовані на певну предметну область;
на основі цих знань програмна система повинна бути здатна знаходити способи вирішення проблем;
програмна система повинна мати можливість поповнювати та оновлювати знання.
Останні дослідження в тематиці розробки експертних систем (ЕС) показали, що вони частиш за всього використовуються як локальні системи (настільні) на великих підприємствах, у державних установах (медицина, служби безпеки, тощо).
ЕС майже не розробляються для окремої людини, співробітника або окремого господарства.
А це наразі є дуже актуально, тому що при розробці ЕС, наприклад, для окремого господарства, будуть враховуватися специфічні та особливі дані самого цього господарства, що значно підвищить точність прогнозів та рекомендацій (дорадництва).
Саме тому, для отримання високих врожаїв кукурудзи працівникам галузі треба завчасно та кваліфіковано отримати наукові знання з агротехнології та кваліфіковану наукову підтримку. А це можна зробити саме завдяки спроектованій ЕС.
Як показав аналіз існуючих ЕС схожого напрямку сільського господарства, а саме в розробці програмного забезпечення (ЕС) по вирощування кукурудзи – схожих аналогів виявлення не було.
Тому тема дипломного проекту є дуже актуальною.


1.2 Постановка задачі

Як показав аналіз на підприємстві є проблеми з програмним забезпеченням. Багато інформації зберігається у не належному вигляді. Треба багато часу на пошук тієї інформації, яка потрібна саме для певних критеріїв. Також велика вірогідність помилки, при переборі дуже великих обьемів інформації .
Для даної розглядаємої області актуальна розробка експертної системи з агротехнології вирощування кукурудзи. Вона потрібна агрономам або робітникам, при розв’язку певних задач у даній області, наприклад, для відповіді на запитання «Який сорт кукурудзи висаджувати у чорноземі, у ранній період, які потрібні добрива, який потрібен полив та інше».
Перед розробкою ЕС, призначеної для користувача, необхідно розробити базу даних за допомогою програмування або з використанням інструментальних засобів.
Основні вимоги до експертної системи:
система повинна мати простий, логічний та зручний інтерфейс.
система повинна запит у базу даних та робити виведення рекомендації на екран ПК.
система повинна складатися перший це вибір крітерию вхідних даних, а другий це виведення вихідних даних та їх значень
система повинна давати рекомендації раціональної агротехнології вирощування кукурудзи у господарстві.



1.3 Висновки по розділу №1

Нами було проведена робота з аналізу структури, діяльності та процесу обміну знаннями. Потреби в цій системі, та можливість завоювати ринок цільової аудиторії за її допомогою.
На основі проведених досліджень можна скласти наступні висновки:
- необхідно розробити систему, яка забезпечить централізовану та обєктивну відповідь на запитання робітників (фермерів, тощо) .
- створити систему обміну інформацією між робітником та експертом;
- створити систему обліку, накопичення, знань які будуть відповідати на поставлені запитання.
В роботі ставиться завдання: створити експертну систему з агротехнології вирощування кукурудзи, яка буде мати простий та зрозумілий інтерфейс та буде проста в використанні, та створити базу даних, в яку будуть заноситися багато інформації для виведення її в рекомендації.


2 ПРОЕКТУВАННЯ ЕКСПЕРТНОЇ СИСТЕМИ

2.1 Проектування структури експертної системи

Проаналізуємо загальну структуру існуючих експертних систем.
На рисунку 2.1 зображена типова структура найбільш розповсюджених експертних систем [1-12].

Рисунок 2.1 - Типова структура експертної системи

Експертні системи - це клас комп’ютерних програм, які пропонують рекомендації, проводять аналіз, виконують класифікацію, дають консультації і ставлять діагноз. Вони орієнтовані на розв’язування задач, вирішення яких вимагає проведення експертизи людиною-спеціалістом. На відміну від програм, що використовують процедурний аналіз, експертні системи розв’язують проблеми у вузькій предметній площині (конкретній ділянці експертизи) на основі логічних міркувань. Такі системи часто можуть знайти розв’язок задач, які неструктуровані і неточно визначені. Вони через використання евристик компенсують відсутність структурованості, що корисно в ситуаціях, коли недостатня кількість необхідних даних або часу виключає можливість проведення повного аналізу.
Основою експертної системи є сукупність знань, яка структурується для спрощення процесу прийняття рішення. Для спеціалістів в галузі штучного інтелекту термін “знання“ означає інформацію, що потрібна програмі для того, щоб вона вела себе інтелектуально. Ця інформація приймає форму фактів або правил. Факти і правила не завжди правдиві або неправильні, інколи існує деяка міра неправильності в достовірності факту або точності правила. Якщо сумнів виражається явно, то він називається коефіцієнтом впевненості.
На сьогодні одержав розвиток напрямок використання концепції банку знань - автоматичний синтез знань. Проблема синтезу знань, або індуктивного висновку, безсумнівно, складніша і глобальніша, ніж аналіз наявних знань, що відбувається в експертних системах. По суті, мова тут йде про надання ЕОМ елементів творчого мислення, характерного для людини. Про вичерпне вирішення цієї проблеми не може бути і мови ні найближчим часом, ні в доступному для огляду майбутньому. Досяжне на даний час рішення полягає в створенні механізмів знань у рамках окремих проблемно-орієнтованих галузей, у яких можливий синтез на основі деякого набору правил, що володіють повнотою щодо можливих ситуацій створення знань.
Знання, типи представлення знань в експертних системах.
Основою експертних систем є знання. Знання - це цілісна і систематизована сукупність понять про закономірності природи, суспільства і мислення, нагромаджена людством в процесі активної перетворюючої діяльності і спрямована на подальше пізнання і зміни об’єктивного світу. Знання з предметної ділянки називається базою знань. База знань експертної системи містить факти (дані) і правила (способи подання знань). Механізм висновку містить: інтерпретатор, який визначає, як застосовувати правила для виводу нових знань, та диспетчерів, що встановлюють порядок застосування цих правил.
Експертна система містить три типи знань:
I. структуровані знання про предметну ділянку - після того, як ці знання виявлені, вони не змінюються;
II. структуровані динамічні знання - змінні знання з предметної ділянки, які обновляються по мірі виявлення нової інформації;
III. робочі знання, які використовуються для розв’язування конкретної задачі або проведення консультації.
Всі перераховані знання зберігаються в базі знань. Для її побудови потрібно провести опит спеціалістів, які є експертами в конкретній предметній ділянці, а потім систематизувати, організувати та індексувати отриману інформацію для простоти її використання.
Посилаючись на ці знання ми можемо розробити експертну систему з агротехнології вирощування кукурудзи.

2.2 Розробка схеми роботи системи

Експертні системи відзначаються певними перевагами при використанні. Зокрема, експертна система [13-17]:
- переважає можливості людини при вирішенні надзвичайно громіздких проблем;
- не має упереджених думок, тоді як експерт користується побічними знаннями і легко піддається впливу зовнішніх факторів;
- не робить поспішних висновків, нехтуючи певними етапами виводу;
- забезпечує діалоговий режим роботи;
- дозволяє роботу з інформацією, що містить символьні змінні;
- забезпечує коректну роботу з інформацією, яка містить помилки, за рахунок використання імовірнісних методів досліджень;
- дозволяє проводити одночасну обробку альтернативних версій;
- по вимозі пояснює хід кроків реалізації програми;
- забезпечує можливість обгрунтування рішення та відтворення шляху його прийняття.
Накопичення знань дозволяє підвищувати кваліфікацію фахівців, що працюють у господарстві, використовуючи найкращі та перевірені рішення.
Перед тим як розробляти експертну систему треба розробити структуру системи, яка буде показувати характер процесу роботи ЕС.
Також треба розробити базу даних (в коді), щоб зберігати інформацію про агротехнологію та іншу інформацію.
Проаналізуємо критерії та фактори, які будуть на вході системи та фактори, які повинні будуть на виході системи (рекомендації).
Користувач повинен обрати критерії агротехнології (вхідні данні) у вхідному блоку в розробленій системі та отримати рекомендації до агротехнології у вихідному блоці.
Дані, які будуть вхідними критеріями вибору агротехнології вирощування кукурудзи наступні:
Напрямок вирощування кукурудзи:
на крупу;
на силос;
на попкорн;
на олію.
Сорти та гібріди:
раній;
середній;
пізній.
Тип грунту:
глинистий;
піщана;
чорнозем.
Кліматична зона:
північ;
центр країни;
південь.
Тип господарства для вирощування:
невелике приватне господарство;
велике районе господарство.
Дані, які будуть рекомендаціями з агротехнології вирощування кукурудзи наступні:
рекомендована сівозміна;
рекомендований полив;
добрива, які вносяться;
рекомендовані сорти та гібриди;
рекомендовані типи збиральної техніки;
рекомендований захист сходів кукурудзи.
За цими даними можна скласти схему експертної системи з агротехнології вирощування кукурудзи.
На рисунку 2.2 зображена модель „чорна скриня” розробленої експертної системи. База даних (робоча память) призначена для зберігання вихідних і проміжних даних розвязуваної в поточний момент завдання.
База знань (БЗ) в ЕС призначена для зберігання довгострокових даних, що описують розглянуту область (а не поточних даних), і правил, що описують доцільні перетворення даних цієї області.
Вирішувач, використовуючи вихідні дані з робочої памяті і знання з БЗ, формує таку послідовність правил, які, будучи застосованими, до вихідних даних, приводять до вирішення завдання.

Рисунок 2.2 – Модель „чорна скриня” розробленої експертної системи
Компонент придбання знань автоматизує процес наповнення ЕС знаннями, здійснюваний користувачем-експертом.
Діалоговий компонент орієнтований на організацію дружнього спілкування з користувачем, як в ході вирішення завдань, так і в процесі придбання знань і пояснення результатів роботи.

2.3 Вибір мов і систем програмування

Для реалізації експертних систем застосовуються мови програмування LISP, PROLOG, PASCAL та інші процедурні мови програмування та мови інженерії знань.
У міру накопичування досвіду створення та експлуатації експертних систем виявлено доцільність створення порожніх експертних систем (оболонок), які не містять знань у проблемній ділянці майбутнього застосування. На сьогодні відомі такі порожні експертні системи: GURU, EMYC/N, Інтерексперт, ЕКСПЕРТ тощо.
Оболонки дають користувачу можливість побудувати будь-яку експертну систему в заданій проблемній ділянці. Тому для порожніх експертних систем потрібний інтерфейс адміністратора системи як інженера знань. Адміністратор вибирає та створює план подання знань, що необхідний для навчання бази знань (робіт з експертом), а також для розв’язання проблем (робіт з кінцевим користувачем). А потім адміністратор з оболонки генерує експертну систему, яка відповідає створеному плану.
Мова експертних систем являє собою сукупність команд, записаних із застосуванням певного синтаксису і машини логічного виведення, призначеної для їх виконання. В залежності від реалізації, машина логічного виведення може забезпечувати пряме логічне виведення, зворотне логічне виведення або обидва варіанти.
Пряме логічне виведення є методом формування міркувань в напрямку від фактів до висновків, які виходять із цих фактів. Наприклад, якщо перед виходом з будинку виявиться, що йде дощ (факт), то ви повинні взяти з собою парасольку (висновок).
Зворотне логічне виведення передбачає формування міркувань у зворотному напрямку - від гіпотези (потенційного виведення, яке повинно бути доведено) до фактів, що підтверджують гіпотезу. Наприклад, якщо не виглядати у вікно, але побачити, що хтось увійшов до хати з вологими черевиками і парасолькою, то можна створити гіпотезу, що йде дощ.
Щоб підтвердити цю гіпотезу, досить запитати цю людину, чи йде дощ. У разі позитивної відповіді буде доведено, що гіпотеза істинна, тому вона стає фактом. При застосуванні зворотного логічного виведення, гіпотеза може розглядатися як факт, істинність якого викликає сумнів, і повинна бути встановлена. В такому разі підтвердження гіпотези (або її спростування) може інтерпретуватися, як мета, яка повинна бути досягнута.
Слід зауважити, що створювати експертні системи можна також на мовах програмування, які, за наведеним визначенням, не відносяться до мов експертних систем, наприклад: Сі++, Паскаль і навіть асемблер. Доцільність використання тієї чи іншої мови програмування залежить від таких показників, як час розробки, зручність експлуатації, зручність супроводу, ефективність та швидкодія.
Для розробки систем штучного інтелекту були створені спеціалізовані мови, орієнтовані на роботу зі знаннями: LISP, PROLOG, SMALLTALK, CLIPS, тощо. Подальша їх еволюція привела до можливості застосування ідеології обєктно-орієнтованого підходу для програмування ЕС.
Розглянемо та проаналізуємо ці базові мови з метою вибору кращої мови для розробки експертної системи, яка проектується.
Пролог (мова логічного програмування).
Пролог (фр. - „Programmation en Logique”) - мова і система логічного програмування. Вона заснована на мові предикатів математичної логіки дизюнктів Хорна, що представляє собою підмножину логіки предикатів першого порядку.
Основними поняттями в мові Пролог є факти, правила логічного виведення та запити, що дозволяють описувати бази знань, процедури логічного виведення і прийняття рішень.
Факти у мові Пролог описуються логічними предикатами з конкретними значеннями. Правила в Пролозі записуються у формі правил логічного виведення з логічними висновками і списком логічних умов. Особливу роль в інтерпретаторі Прологу відіграють конкретні запити до баз знань, на які система логічного програмування генерує відповіді «істина» і «неправда». Для узагальнених запитів із змінними, в якості аргументів створена система на Пролозі виводить конкретні дані на підтвердження істинності узагальнених відомостей і правил виведення.
Факти в базах знань на мові Пролог представляють конкретні відомості (знання). Узагальнені відомості та знання в мові Пролог задаються правилами логічного виведення і наборами таких правил виведення над конкретними фактами і узагальненими відомостями. Будучи декларативною мовою програмування Пролог сприймає як програму деякий опис завдання або баз знань і сам робить логічні висновки, а також пошук вирішення завдань, користуючись механізмом пошуку з поверненням і уніфікацією.
Clips (програмне середовище для розробки експертних систем).
CLIPS (від англ. - „C Language Integrated Production System”) – це програмне середовище для розробки експертних систем. Синтаксис та назва запропоновані Чарльзом Форгом (Charles Forgy) у OPS (Official Production System). Перші версії CLIPS розроблялися з 1984 року в Космічному центрі Джонсона (Johnson Space Center), NASA (як альтернатива існуючій тоді системі ART Inference), поки на початку 1990-х не було припинено фінансування, і NASA змусили купити комерційні продукти.
CLIPS є найбільш широко використовуваним інструментальним середовищем для розробки експертних систем завдяки своїй швидкості, ефективності і безоплатності. Незважаючи на те, що тепер вона є суспільним надбанням, вона до цих пір оновлюється і підтримується своїм початковим автором Гері Райлі.
CLIPS включає повноцінну обєктно-орієнтовану мову COOL для написання та проектування експертних систем. Хоча вона написана на мові Сі, її інтерфейс набагато ближче до мови програмування LISP. Розширення можна створювати на мові Сі, крім того, можна інтегрувати CLIPS в програмі на мові Сі.
Часто ЕС створюють на основі інших поширених та стандартизованих мов програмування – Delphi, Сі, Сі++, тощо.
Мова програмування Cі#.
Ядром мови Cі# є мова процедурного програмування Cі. Вона забезпечує можливість створення наприклад операційних систем і компіляторів. Мова Cі# є розширенням мови Cі і призначена для обєктно-орієнтованого програмування.
Мови Cі та Cі# надають програмісту можливості мови високого рівня. В них включені засоби для програмування „майже” на рівні асемблера (використання покажчиків, побітового операції, операції зсуву, тощо). Однак такі потужні засоби вимагають від програміста обережності, акуратності і доброго знання мови з усіма його перевагами і недоліками.
Мова Cі# надає програмісту найбільшу свободу, але «покладає» на нього відповідальність за коректність програм.
Мова програмування Delphi.
Ядром мови Delphi є мова Pascal. Мова Pascal розроблялась як мова для навчання. Ії основний принцип - підтримка структурної методики програмування. Розширенням мови Pascal для роботи з обєктами є мова Delphi (Object Pascal).
Delphi відрізняє сувора типізація, що дозволяє компілятору ще на етапі компіляції виявити багато помилок, що відрізняє його від мов Cі++ та Cі#.
При створенні експертної системи було вирішено використати мову програмування C#. Цей вибір обумовлено тим, що це – є базова мова програмування при вивченні у ВНЗ, на відміну від мов Пролог, або Лісп, які є спеціальними логічними мовами програмування та потребують багато часу та сил на вивчення.
Крім того, компіляція програми на C# відбувається швидше, а також у ній є зручні засоби відстеження помилок коду (дебагер), які відсутні у логічних мовах, що вносить при їх вивченні значні незручності.


2.4 Висновки по розділу №2

В процесі розробки системи проаналізована типова структура експертної системи та створена схема експертної системи з агротехнології вирощування кукурудзи.
В процесі проектування експертної системи з агротехнології вирощування кукурудзи обрана платформа (програма) для розробки, це платформа Visual Studio 2008.
Для реалізації системи логічного виведення нами вибрана мова Visual C#, так як це базова мова програмування у вищих навчальних закладах, на відміну від Прологу і Ліпса.
Серед методів обробки знань було вибрана система продукційних правил для реалізації ЕС.

3 ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ ЕКСПЕРТНОЇ СИСТЕМИ

3.1 Вимоги до технічних засобів та апaрaтного забезпечення

Для успішного функціонування програми розробленої експертної системи та апаратних засобів висуваються певні вимоги.
Мінімальна конфігурація виглядає так:
процесор: Intel Celeron (Intel) або AMD Sempron (Athlon);
обсяг оперативної пам’яті: 512 Мб (мінімально);
обсяг вільного місця на диску: 450 Мб (мінімально);
відеокарта з обсягом оперативної пам`яті: 128 Мб (мінімально);
Вимоги до системного програмного забезпечення:
Для роботи системи діагностування необхідна операційна система Windows XP, або подальші версії Windows (Windows Vista Ultimate, Windows 7, Windows 8), Mac OS (Mac OS X Lion), чи операційна система сімейства Linux (Debian, Ubuntu, Fedora, Gentoo, тощо). Можливо також використання серверних операційних систем Windows Server 2003 та Windows Server 2008 або 2012.
Також слід зазначити, що на комп’ютері має бути встановлена платформа Visual Studio 2008 для редагування форм та коду експертної системи.
Експертна система реалізована з використанням наступних системних елементів та мов програмування:
всі функціональні частини ресурсу написано на мові Cі# у компоненті Visual Cі# на платформі Visual Studio 2008;
робота з базами даних виконана у вигляді запису тестових даних безпосередньо у код експертної системи на мові Cі#.
Cі# має строгу статичну типізацію, підтримує поліморфізм, перевантаження операторів, вказівники на функції-члени класів, атрибути, події, властивості, винятки, коментарі у форматі XML, тощо.
Перейнявши багато що від своїх попередників - мов С++, Delphi, Modula і Smalltalk - Сі#, спираючись на практику їх використання, виключає деякі моделі, що зарекомендували себе як проблематичні при розробці програмних систем. Так Cі# не підтримує множинне спадкування класів (на відміну від C++) або виведення типів (на відміну Haskell).
Станом на сьогодні Cі# визначено флагманською мовою корпорації Microsoft, бо вона найповніше використовує нові можливості .NET. Решта мов програмування, хоч і підтримуються, але визнані такими, що мають спадкові недоліки при використанні .NET.

3.2 Розробка інтерфейсу експертної системи

Система користувальницького інтерфейсу забезпечує взаємодію між експертною системою і користувачем.
Ця взаємодія зазвичай включає кілька функцій:
обробку даних, отриманих з клавіатури, і виведення та введення даних на екран ПК;
підтримку діалогу між користувачем і системою;
розпізнавання ситуації нерозуміння між користувачем і системою;
забезпечення „дружності” по відношенню до користувача.
Система інтерфейсу з користувачем повинна ефективно обробляти введення і виведення даних. Для цього необхідно обробляти дані, що вводяться і виводяться, швидко, в ясній і виразній формі. Необхідно також включити можливість роботи з додатковими засобами такими, як друкуючі пристрої, магнітні диски і додаткові файли даних. Крім того, система інтерфейсу повинна підтримувати відповідний діалог між користувачем і системою. Діалог - це загальна форма консультації з експертною системою. Консультація повинна завершуватися ясним твердженням, що видається системою, і поясненням послідовності виведення, що привела до цього твердження.
Система призначеного для користувача інтерфейсу повинна також розпізнавати непорозуміння, між користувачем і системою, що виникло або із-за помилки, або на принциповій основі. Система повинна реагувати відповідним чином на цю ситуацію. Наприклад, не повинно статися збою системи, якщо користувач вводить 1, коли очікується „так” чи „ні”, або коли користувач ставить безглузде питання.
Здатність експертної системи моделювати людину експерта може мінятися від простих пізнавальних процесів до включення нових знань або нових способів рішення задачі. Система інтерфейсу повинна інформувати користувача про методику роботи системи і її розвиток, якщо такий розвиток передбачений в системі.
Нарешті, система призначеного для користувача інтерфейсу має бути „доброзичливою” до користувача. Наприклад, послідовність меню, що показує завдання, які користувач може вибрати, є необхідною межею експертної системи. Користувач також повинен мати можливість взаємодіяти з експертною системою природним чином. У ідеалі користувач повинен мати можливість використовувати природну мову.
Проведемо розробку інтерфейсу експертної системи згідно отриманого технічного завдання господарства.
Інтерфейс користувача (головна форма) спроектуємо у вигляді двох блоків, а саме: зліва блок вхідних даних, а справа блок вихідних даних. Знизу зліва на формі буде керуюча кнопка.
На рисунку 3.1 схематичне зображено створений інтерфейс користувача.

Вхідні данні з агротехнології вирощування кукурудзи Рекомендації з агротехнології вирощування кукурудзи
Керуюча кнопка

Рисунок 3.1 – Схематичне зображення інтерфейсу користувача

Знизу форми створимо окрему кнопку „Розрахунок”, яка буде розраховувати та виводити у окремі вікна відповідні рекомендації з вирощування культури у господарстві.
Також у верхньому меню форми спроектуємо спеціальну кнопку – „Зберегти рекомендації у файл”, яка дозволяє зберегти отримані під час роботи експертною системи дані у текстовий файл, у форматі rtf. Для допомоги користувача довідку про цю кнопку створимо у вигляді випадаючого меню.
Мінімальна роздільна здатність, за якої програма виглядатиме цілісно без видимих проблем - 1024×768 px. Максимальна роздільна здатність не має значення. Програма має однаково виглядати на різних дисплеях з різною роздільною здатністю. На рисунку 3.2 зображена головна форма інтерфейсу експертної системи.

Рисунок 3.2 - Головна форма інтерфейсу експертної системи
3.3 Розробка елементів керування на формі

При розробці головної форми інтерфейсу експертної системи було визначено, що потрібно провести проектування наступних елементів – створити дві кнопки.
Розглянемо більш докладно процес розробки цих елементів.
Кнопка для виведення рекомендацій (див. рис. 3.3) буде мати назву „Розрахунок”. Вона розташована на головній формі Windows Form1.

Рисунок 3.3 – Кнопка для виведення рекомендацій у вікна форми

Нижче приведемо частину лістингу коду для створення цієї кнопки.
Лістинг коду:
namespace corn
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
}

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (radioButton1.Checked
== true)//предшественники для крупы
{
textBox1.Text = "";
textBox1.Text += "Кращими попередниками є озимі культури, зернобобові, картопля, гречка.Кукурудза одна із зернових культур, яка може вирощуватися монокультурою. У зонах недостатнього зволоження не рекомендується сіяти кукурудзу після культур, які висушують грунт на значну глибину (соняшник і цукровий буряк)." + Environment.NewLine;
textBox1.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton1.Checked == true)//удобрения для крупы
{
textBox4.Text = "";
textBox4.Text += "За фазами розвитку кукурудза по різному реагує на елементи живлення. На 1 ц. зерна кукурудза переносить 1,2 кг P, 2,4 кг N, 3 кг K. Азот - споживання протягом усього періоду вегетації, але найсильніше в період інтенсивного росту, за 10 днів до викидання волоті і 20 днів після. Споживання фосфору менш інтенсивне, ніж азоту, але він так само має надзвичайно великий вплив на формування врожаю. Брак фосфору в грунті і, відповідно, рослині, буде особливо відчуватися в період 3-6 листків, про що свідчитиме антоціанова (фіолетова) забарвлення листя. Калій необхідний протягом усього періоду вегетації. З органічних добрив найчастіше використовують підстилковий гній, який вносять під оранку. Основне добриво кукурудзи рекомендується проводити під час основного обробітку грунту, після збирання попередника. Навесні, під передпосівну культивацію вносять повне мінеральне добриво NPK 30-40 кг / га." + Environment.NewLine;
textBox4.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton16.Checked == true)//полив юг для крупы
{
textBox3.Text = "";
textBox3.Text += "Полив нормою 600 - 800 м3/га доцільний на півдні" + Environment.NewLine;
textBox3.Text += Environment.NewLine;
}
...

Друга кнопка, яка розташована у верхньому меню форми, нижче рядка заголовку, (див. рис. 3.4), дозволяє зберігати отримані під час роботи експертною системи дані у текстовий файл, у форматі rtf. Вона також розташована на головній формі Windows Form1.
Ця кнопка має ім’я „Зберігти рекомендації у файл”. Ця назва з’являється після наведення курсору миші на цю кнопку, і працює як довідкове інформаційне повідомлення.








Рисунок 3.4 – Кнопка зберігання даних у текстовий файл

Нижче приведемо частину лістингу коду для створення цієї кнопки.
Частина лістингу коду:
private void toolStripButton1_Click(object sender, EventArgs e)
{
string allText = groupBox7.Text + "
" + label1.Text + "
" + textBox1.Text + "
" + label3.Text + "
" + textBox3.Text + "
" + label4.Text + "
" + textBox4.Text + "
" + label5.Text + "
" + textBox5.Text + "
" + label6.Text + "
" + textBox6.Text + "
" + label7.Text + "
" + textBox7.Text;
richTextBox1.Text = allText;
richTextBox1.SaveFile("Результати розрахунку МЕС.rtf");
MessageBox.Show("Файл збережено на диск!", "Повідомлення", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);
}

Зверху форми (у рядку заголовку) приведена назва експертної системи, а саме „Експертна система з агротехнології вирощування кукурудзи” (див. рис. 3.5).

Рисунок 3.5 – Рядок заголовку з назвою розробленої системи

У додатку А даної дипломної роботи наведено більш докладну частину лістингу коду розробленої експертної системи.

3.4 Розробка системи логічного виведення експертної системи

Цикл роботи експертної системи є по суті алгоритмом з логічним виведенням та обробкою даних. Логічне виведення може відбуватися багатьма способами, з яких найбільш поширені, це - прямий порядок виведення і зворотний порядок виведення.
Для повноцінної роботи експертної системи, яка розробляється потрібно створити відповідну базу даних. Цю базу будемо створювати безпосередньо в коді у текстовому вигляді.
Визначимо загальну методологію створення ЕС прямого порядку.
Спочатку виявимо та розглянемо основні критерії до даної агротехнології та виявимо деякі основні правила які використовуються в ЕС, для визначення її логічного апарату та процесу виведення даних.
Визначимо покроково методику проектування ЕС:
Крок 1. Отримання технічного завдання від заказника (господарства, підприємства) експертної системи.
Крок 1. Згідно літератури та вимог до вирощування культури визначаються основні критерії для даної агротехнології згідно технічного завдання (дивись п. 2.2).
Крок 2. Для кожного з цих критеріїв визначаються найбільш вагомі фактори, які впливають на процес вирощування культури (дивись п. 2.2).
Крок 3. Визначаються основні продукційні правила, за якими буде проводитися програмування системи, а саме модулю логічної обробки знань, для даної агротехнології. Це і є вхідними параметрами (факторами) при проектуванні експертної системи.
Продукційні правила ЕС наступні:
Правило №1: якщо висаджувати сорти культури з певним часом дозрівання, то вказати, якого саме часу: рані, середні, пізні;


Правило №2: якщо висаджувати культуру з певним напрямком вирощування, то вказати якого саме напрямку: на крупу; на силос; на поп корн; на олію;
Правило №3: якщо висаджувати культуру у грунті певного типу, то вказати в якому самому грунті: глинистому, піщаному або чорноземі;
Правило №4: якщо обрати клімат зони вирощування, то вказати, який саме клімат: північ; центр; південь;
Правило №4: якщо висаджувати культуру враховуючи тип господарства, то вказати який саме тип: невелике приватне або велике районе господарство.
Правило №6: якщо висаджувати культуру згідно технології збору, то вказати, яка саме технологія: ручна або механізована.
Крок 4. Визначаються основні вихідні критерії, які будуть виводитись після обробки вхідних правил експертної системи на підставі правил логічного виведення, згідно відповідної агротехнології під задану культуру.
Крок 5. Додатково (за необхідністю або за вимогою заказника) на формі експертної системи проектуються кнопки для більш зручного її використання. Наприклад – кнопки очищення вікон, кнопка зберігання рекомендацій у окремий текстовий файл, кнопка виходу з ЕС, тощо.
Крок 6. Тестування зробленої системи користувачами та заказником.
Крок 7. Прийняття розробленої системи заказником та її виправлення (у разі потреби).
Вихідними правилами (факторами або рекомендаціями) для даної ЕС, яка розробляється будуть наступні:
Рекомендація №1: рекомендована сівозміна;
Рекомендація №2: рекомендований полив;
Рекомендація №3: добрива, які вносяться;
Рекомендація №4: рекомендовані сорти та гібриди;
Рекомендація №5: рекомендовані типи збиральної техніки;
Рекомендація №6: рекомендований захист сходів кукурудзи.
Частина лістингу коду розроблених правил логічного виведення системи наведено нижче.

Частина лістингу коду:

}
if (radioButton14.Checked == true && radioButton2.Checked == true)
//полив север для силоса
{

textBox3.Text = "";
textBox3.Text += "Полив нормою 250 - 550 м3/га доцільний на півночі країни" + Environment.NewLine;

textBox3.Text += Environment.NewLine;
}

if (radioButton2.Checked == true && radioButton8.Checked == true) //силос, ранний
{

textBox5.Text = "";
textBox5.Text += "Рекомендовані сорта кукурудзи:" + Environment.NewLine;

textBox5.Text += "- Заря" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Сахарная" + Environment.NewLine;

textBox5.Text += "- Роналдинио" + Environment.NewLine;

Результат роботи системи логічного виведення експертної системи приведено на рисунку 3.7 у вигляді результуючого збереженого на диску тестового файлу, який можна надрукувати.


Рисунок 3.7 - Результат роботи системи логічного
виведення експертної системи (результуючий текстовий файл)


3.5 Дослідна експлуатація, тестування та впровадження системи

Процес тестування експертних систем має бути добре організованим, тобто відповідати таким особливостями індустріального тестування:
- наявність набору характеристик;
- наявність визначеного тестового циклу;
- використання технологій автоматизованого та ручного тестування;
- використання метрик;
- автоматизований підхід для збору метрик.
Процес тестування складається з трьох важливих фаз тестування: модульного, інтеграційного та системного. Фази процесу тестування мають сувору послідовність кроків: визначення цілей, планування проведення тестування, розробка тестів, виповнення тестів та аналіз результатів. Індустріальне тестування вирізняється наявністю визначеного тестового циклу, який визначає послідовність виповнення тестів. Процес тестування має ретельно плануватися: вся інформація щодо заходів записується в обов’язковому тестовому плані, у якому перераховуються і типи тестів: функціональне тестування, стресове, продуктивності тощо. Від того, як буде налагоджений процес тестування експертної системи, залежить успішність розробки систем загалом. Щоб проаналізувати успішність проведення тестування, використовуються спеціальні метрики.
Етап тестування експертної системи включається в кожну стадію прототипування прикладної системи. Хоча зазвичай тестування розглядають в якості заключної фази процесу розробки, операційне прототипування, що характеризується можливістю зміни цілей проектування в процесі розробки, висуває особливі вимоги до доказу коректності і відповідності розроблюваної системи пропонованим вимогам. Ці два завдання мають виконуватися паралельно з процесом розробки експертної системи. За аналогією з технологією тестування традиційних програмних систем можна інтерпретувати процес верифікації як альфа-тестування програмної системи, а концептуальне тестування - як етап бета-тестування, хоча тестування експертних систем принципово відрізняється від тестування традиційних систем. Для тестування експертної системи необхідно залучати експерта в даній предметній області.
Фахівці виділяють три аспекти тестування експертних систем:
- тестування вихідних даних;
- логічне тестування бази знань;
- концептуальне тестування прикладної системи.
Тестування вихідних даних включає перевірку фактографічної інформації, яка є основою для проведення експертизи. Очевидно, що набори даних, використовуваних при тестуванні, повинні покривати область можливих ситуацій, які розпізнаються експертною системою. Логічне тестування бази знань полягає у виявленні логічних помилок в системі продукцій, що не залежать від предметної області, таких, як надлишкові, циклічні і конфліктні правила; пропущені та пересічні правила.
До технологій індустріального тестування відносяться ручне та автоматизоване тестування. Ручне тестування - це задокументована процедура, в якій описана методика, що задає порядок тестів та список значень вхідних параметрів та вихідних результатів для кожного тесту. Автоматизоване тестування - це створення певного скрипта за допомогою програмних засобів залежно від продукту, що тестується. Формальний характер помилок, що виникають при тестування експертної системи, дозволяє автоматизувати процес логічного тестування. Існує велика кількість інструментальних засобів для верифікації наборів правил і бази знань в цілому. Проте у ряді випадків, коли ланцюжки правил, використовуваних у процесі виведення, невеликі (від 3 до 10 правил), доцільно проводити процес верифікації вручну. Концептуальне тестування проводиться для перевірки загальної структури системи та обліку в ній всіх аспектів розв’язуваної задачі. На цьому етапі проведення тестування неможливо без залучення кінцевих користувачів прикладної системи.
Тестування - це одна з технік контролю якості, що включає в себе:
1) Планування робіт (Test Management);
2) Проектування тестів (Test Design);
3) Виконання тестування (Test Execution);
4) Аналіз отриманих результатів (Test Analysis).
Верифікація (Verification) - це процес оцінки системи або її компонентів з метою визначити чи задовольняють результати поточного етапу розробки умовам, сформованим на початку цього етапу. Тобто чи виконуються цілі, терміни, завдання з розробки проекту, визначені на початку поточної фази.
Валідація (Validation) - це визначення відповідності розроблюваного програмного забезпечення між очікуваннями і потребами користувача, вимогам до системи.
Розглянемо нижче процес дослідної експлуатація, тестування та впровадження розробленої експертної системи більш докладно.
Розроблена експертна система завантажується за допомогою файлу створеного на платформі Visual Studio з використанням мови об’єктно-орієнтованого програмування Сі#.
Даний файл знаходиться у кореневій папці створеного проекту.
Він має тип - Microsoft Visual Studio Solution та запускається тільки при встановленні відповідного пакету Microsoft Visual Studio відповідної версії (2008 / 2012 / 2013).
Розроблену експертну систему можна також завантажити без використання платформи Microsoft Visual Studio.
У разі її відсутності, або в разі потреби запустити розроблену систему на комп’ютері де немає встановленої Microsoft Visual Studio, є ще можливість завантаження системи.
Це можна зробити скопіювавши запускний файл, тобто файл з розширенням - ехе, який створюється автоматично при розробці проекту у Microsoft Visual Studio.
Даний файл можна знайти по наступному адресу:
диск Х: Коренева папка проекту bin Dedug ...
Також є можливість створення окремого запускного файлу всередині оболонки платформи Visual Studio. Такий створений файл також має розширення - ехе и дозволяє запускати розроблену експертну систему на будь-якому ПК без використання Visual Studio.
При завантаженні експертної системи користувач бачить інтерфейс головної форми проекту (рис. 3.8).
У верхній частині в рядку заголовку знаходиться запис: „Експертна система з агротехнології вирощування кукурудзи”.
Вся головна форма (WindowsFormsApplication1) розробленого проекту складається з декількох базових блоків, а саме (рис. 3.9):
1) блок вхідних параметрів;
2) керуючі кнопки;
3) блок вихідних факторів.
Принципи тестування експертної системи та особливості роботи з нею розглянемо у наступному підрозділі.
При тестуванні експертної системи перевіряється її зручність у користуванні, простота або складність інтерфейсу, логічність або незрозумілість розташування елементів керування, принципи виведення вихідної інформації, тощо.
Розглянемо розроблену систему та проведемо тестування її більш докладно. Блок вхідних даних (зліва на формі) має наступні елементи:
Напрямок вирощування кукурудзи:
на крупу;
на силос;
на попкорн;
на олію.
Сорти та гібріди:
раній;


















Рисунок 3.9 – Головна форма експертної системи та її структура

середній;
пізній.
Тип грунту:
глинистий;
піщана;
чорнозем.
Кліматична зона:
північ;
центр країни;
південь.
Тип господарства для вирощування:
невелике приватне господарство;
велике районне господарство.
За допомогою перемикачів відбувається вибір того чи іншого елементу відповідного меню. Також на формі існують дві керуючі кнопки.
Кнопка „Розрахунок” - розраховує та виводить у окремі вікна відповідні рекомендації з вирощування культури у господарстві
Кнопка „Зберегти у файл” - зберігає отримані під час роботи експертною системи дані у текстовий файл, у форматі rtf.
Третя кнопка для виходу з програми знаходиться у верхньому правому куті головної форми експертної системи.
Блок вихідних факторів (справа на формі) має відповідні вікна, куди виводяться відповідні до агротехнології рекомендації, а саме:
рекомендована сівозміна;
рекомендований полив;
добрива, які вносяться;
рекомендовані сорти та гібриди;
рекомендовані типи збиральної техніки;
рекомендований захист сходів кукурудзи.
Після отримання рекомендацій бажано зберегти отримані рекомендації за допомоги відповідної кнопки на формі (рис. 3.10). Дана кнопка має також спливаючу підказку, при наведенні на неї курсору миші.







Рисунок 3.10 – Кнопка збереження даних у файл з спливаючою підказкою

При збереженні файлу з’являється відповідне вікно (рис. 3.11), яке дозволяє вказати нове ім’я файлу проекту, а також місце його розташування.
Після встановлення всіх потрібних параметрів при збереженні файлу з отриманими рекомендаціями, у папці Dedug розробленої системи з’явиться згенерований програмою відповідний текстовий файл у форматі rtf, з ім’ям „Результати розрахунку” (рис. 3.12).

Рисунок 3.11 – Вікно для збереження файлу проекту


Рисунок 3.12 – Згенерований текстовий файл з отриманими
рекомендаціями експертної системи

Вихід з самої експертної системи під час її використання здійснюється за допомогою червоної кнопки у верхньому правому меню вікно системи (рис. 3.13).

Рисунок 3.13 – Червона кнопка виходу з експертної системи

Збереження даних (виведених рекомендацій) у текстовий файл проходить у відповідності з кодом, а саме: дані зберігаються саме у зазначену папку та саме під тим іменем, яке зазначено у коді програми.
ЕС має логічну структуру та оптимальне розташування елементів керування. Тестування розробленого програмного забезпечення показало, що створена система працює швидко та якісно.
Проведена валідація експертної системи показала те що, між очікуваннями і потребами користувача є повна відповідність. А саме те, що розроблене програмне забезпечення (ЕС) повністю відповідає вимогам системи та технічному завданню. Проведений аналіз показав, що виведення рекомендацій системи відбувається без помилок, у відповідності до стандартів обраної агротехнології.
Проведена верифікація експертної системи показала повну відповідність результатів всіх поточних етапів розробки ЕС умовам, сформованим на початку кожного етапу. А саме виконання цілям, термінам та завданню з розробки проекту (ЕС), які були визначені на початку роботи.
Її завантаження проходить за 3-4 сек, в залежності від потужності комп’ютера. Виведення рекомендацій системи відбувається без помилок, у відповідності до стандартів обраної агротехнології.
Впровадження розробленої експертної системи підтверджується відповідним витягом з протоколу засідання технічної Ради господарства.

3.6 Висновки по розділу №3

На мові програмування C# розроблена система логічного виведення та спроектовано інтерфейс сиситеми. Розроблено інтерфейс передачі даних між людиною-користувачем, та машиною логічного виведення. Виконана розробка елементів керування на формі експертної системи.
Описані основні операції, які необхідно виконувати при її користуванні. Показані основні функції та способи їх виконання. Проведено аналіз дослідної експлуатації та тестування розробленої системи.
Для успішного функціонування розробленої ЕС висуваються вимоги до технічних засобів та апаратного забезпечення, які були наведені.
В процесі роботи здійснено проектування інтерфейсу користувача, який має логічний та простий вигляд, але зручний в використанні.
Проведене тестування експертної системи показало, що вона зручна у користуванні. Має логічну структуру та оптимальне розташування елементів керування. Тестування розробленого програмного забезпечення показало, що створена система працює швидко та якісно.
Проведена верифікація експертної системи показала повну відповідність результатів всіх поточних етапів розробки ЕС умовам, сформованим на початку кожного етапу. А саме виконання цілям, термінам та завданню з розробки проекту (ЕС), які були визначені на початку роботи.
Проведена валідація експертної системи показала те що, між очікуваннями і потребами користувача є повна відповідність. А саме те, що розроблене програмне забезпечення (ЕС) повністю відповідає вимогам системи та технічному завданню.
Проведений аналіз показав, що виведення рекомендацій системи відбувається без помилок, у відповідності до стандартів обраної агротехнології. Збереження даних (виведених рекомендацій) у текстовий файл проходить у повному відповідностю з кодом.

4 ОХОРОНА ПРАЦІ

4.1 Аналіз небезпечних та шкідливих чинників

Після тривалого вивчення різних груп користувачів, які працюють з різними системами і в різному часовому режимі, можна говорити про те, що в цілому ПК негативно впливає на здоров’я людини. В організмі після тривалої дії комп’ютера починаються авто процеси, тобто утворюються антитіла, які уражують власний захист організму. Тому проявитися захворювання може в будь-якому органі, що обумовлене індивідуальною схильністю, спадковістю та ін.. Негативний влив ПК і на статеву функцію людського організму.
Чимало працівників ПЦ повязані з впливом таких психофізичних чинників, як розумова перенапруга, перенапруження зорових і слухових аналізаторів, монотонність праці, емоційні перевантаження. Вплив зазначених несприятливих чинників спричиняє до їх зниження працездатності, викликане мерехтливим стомленням. Поява та розвитку втоми повязані з змінами, виникаючими під час роботи у центральної нервовій системі, з гальмовими процесами в корі мозку. Наприклад сильний шум викликає проблеми з розпізнавання колірних сигналів, знижує швидкість сприйняття кольору, гостроту зору, зорову адаптацію, порушує сприйняття візуальної інформації, зменшує пять - 12 % продуктивності праці. Тривале вплив шуму з рівнем звукового тиску 90 дБ знижує продуктивності праці на 30 - 60 % .
З впровадженням обчислювальної техніки та появи нової професії користувача ЕОМ, що набуває все більш масового характеру, виникли проблеми організації робочих місць і оптимізації їх діяльності відповідно до вимог охорони праці.
Візуальні дисплейні термінали (ВДТ) є і тепер основним засобом взаємозв’язку людини з ЕОМ. Прискорене впровадження ЕОМ (персональні та колективні користувачі) практично в усі галузі діяльності веде до появи великої кількості робочих місць з ВДТ.
Дослідження показали, що сучасна професія користувача ЕОМ представляє собою модель розумової праці, яка виконується в одноманітній позі в умовах обмеження загальної м’язової активності при рухливості кистей рук, при високому напруженні зорових функцій та нервово-емоційному напруженні в умовах дії різноманітних фізичних факторів. Встановлено, що стан організму користувачів за суб’єктивними (скарга) та об’єктивними показниками (функціональний стан організму) залежить від типу роботи біля екрану та умов її виконання.
Дослідження умов праці на обчислювальних центрах України показали, що на більшості з них користувачі ЕОМ працюють за несприятливого мікроклімату, перегрівання, зниження вологості повітря, в умовах підвищеного шуму, нераціонального освітлення.
В період роботи з ВДТ на електронно-променевих трубках на організм користувача впливає цілий ряд факторів фізичної природи, але всі вони знаходяться в межах і значно нижче за нормовані величини відповідно до діючих зараз нормативних документів.
При дослідженні зорових функцій у лабораторних та виробничих умовах були виявлені розлади акомодації, конвергенції, гостроти зору та контрастної чутливості ока. Зоровий дискомфорт та втома виявляються у користувачів у вигляді ріжучої болі, печії, болі в очах, ломоти в надбрівній області (так званої м’язової або окулярної астеномії), а також у вигляді розпливчастості меж або нечіткості зображення об’єкта, викликаних тимчасовим порушенням світлочутливого апарата ока. Ці явища часто супроводжуються головним болем, важкістю у голові, загальною втомою, сонливістю, млявістю.
Медичні обстеження працівників показали, крім зниження продуктивність праці рівні шуму призводять до погіршення слуху. Тривале перебування людини у зоні комбінованого впливу різних несприятливих чинників можуть призвести до професійного захворювання.
Під час роботи за компютером мають місце такі небезпечні та шкідливі фактори а саме фізичні та психологічні.
Розглянемо фізичні фактори:
підвищене значення напруги електричного кола;
підвищений рівень електромагнітного випромінювання;
підвищений рівень статичної електрики;
підвищений рівень іонізації повітря.
Розглянемо психофізіологічні фактори:
статичні та динамічні перевантаження;
розумове перенапруження;
перенапруження зору при роботі за екранами пристроїв.

4.2 Розробка заходів з охорони праці

У сучасних моделях дисплеїв прийняті кардинальні заходи для зниження електростатичного потенціалу екрану. Серед різних технічних засобів для боротьби із даним фактором розроблювачами дисплеїв застосовується і, так званий, компенсаційний, особливість якого полягає в тому, що зниження потенціалу екрану до необхідних норм забезпечується лише в сталому режимі роботи дисплея. Але, такий дисплей має підвищений (у десятки разів більше встановленого значення) рівень електростатичного потенціалу екрану протягом 20...30-ти секунд після свого включення і до декількох хвилин після вимикання; цього часу досить для електризації пилу і прилеглих предметів.
Джерелами змінних електричних і магнітних полів у ПЕОМ є вузли, у яких присутня висока змінна напруга, і вузли, що працюють з великими струмами (електронно-променеві трубки, багаточисельні котушки конструкцій відеомоніторів – котушки лінійної розгортки, кадрової розгортки, силові трансформатори, котушки корекції, що генерують змінні електромагнітні поля низької частоти 15-110 кГц).
За частотним спектром ці електромагнітні поля поділяються на дві групи:
поля, що створюються блоком мережі живлення і блоком кадрової розгортки дисплея (основний енергетичний спектр цих полів зосереджений у діапазоні частот до 1 кГц);
поля, що створюються блоком рядкового розгортки і блоком мережі живлення ПЕОМ (у випадку, якщо він імпульсний); основний енергетичний спектр цих полів зосереджений у діапазоні частот від 15 до 100 кГц.
За своїм енергетичним спектром ці поля чітко розділені. Цей факт використовується для випробувань комп’ютерної техніки, коли для оцінки її якості та придатності для експлуатації вимірюються рівні генерованих нею полів у широкій смузі пропускання у двох різних частотних піддіапазонах: перший – 5 Гц – 2 кГц, другий піддіапазон – 2 кГц…400 кГц. При цьому випромінювання частотою від 5 Гц до 2 кГц виникають, в основному, внаслідок роботи трансформатора живлення, а також блоку вертикальної розгортки ЕПТ, а поля від 2 Гц до 400 кГц виникають, в основному, у блоці лінійної розгортки ЕПТ.
Саме рівні напруженості електромагнітних полів за електричними складовими та густиною магнітних потоків (індукції) у цих піддіапазонах регламентуються чинним в Україні нормативним актом ДСанПІН 3.3.2.007-98 та загальноєвропейським стандартом MPRII, відомим під назвою „шведський стандарт”. Ці ж діапазони розглядаються в універсальному рекомендаційному стандарті TCO’99.
Слід зазначити, що в спектрі електромагнітних полів, що створюються дисплеєм, присутні складові, частоти яких істотно нижчі частоти кадрової розгортки. Це низькочастотні електромагнітні коливання від одного герца до декількох десятків герців, частоти яких близькі до частот біоритмів людського організму. Саме через це дисплеї ПЕОМ є потенційно екологічно небезпечними, на відміну від звичайних побутових електроприладів й інших випромінюючих технічних засобів, що за родом свого використання можуть знаходитися (як і дисплей ПЕОМ) у близькому контакті з людиною.
Джерелами ЕМВ є не тільки дисплеї, сконструйовані на основі ЕПТ, але і рідкокристалічні та плазмені монітори, високочастотні перетворювачі джерела живлення портативних комп’ютерів.
На зміну моніторам із електронно-променевою трубкою прийшли рідкокристалічні екрани. Монітори на основі рідких кристалів не генерують шкідливих випромінювань, властивих звичайним моніторам, у них відсутнє рентгенівське випромінювання і електростатичне поле. Існує думка, що в рідкокристалічних дисплеїв зовсім відсутні ЕМП. Однак результати досліджень, проведених у наукових центрах, показали, що така точка зору не має під собою підстав. За низької напруги мережі живлення такі дисплеї дійсно не мають електростатичного поля, але перемінні електричні і перемінні магнітні поля існують. ЕМП рідкокристалічних (РК) моніторів не перевищують допустимих норм, але тільки на відстані 50 см і більш від екрана. На менших відстанях може спостерігатися перевищення норм. Якщо до того ж монітори і системні блоки не заземлені, то ЕМВ на робочому місці користувачів комп’ютерів від моніторів на основі ЕПТ і РК моніторів не відрізняються, а їх рівні, за таких умов, практично завжди перевищують допустимі норми.
Не підтвердилася і розповсюджена, помилкова думка про повну безпеку портативних персональних компютерів типу “Note Book". Такі персональні компютери повністю безпечні за рівнем електростатичного потенціалу (через відсутність у них високих напруг постійного струму). Однак, через наявність у їх складі високочастотних перетворювачів джерела живлення деякі типи даних персональних компютерів мають значне перевищення норм за рівнями електромагнітних полів.
Джерелом ЕМВ на робочому місці з ПЕОМ може бути безпровідний зв’язок Wi-Fi. Деякі вчені висловлюють занепокоєння, що електромагнітні випромінювання від безпровідного зв’язку Wi-Fi можуть викликати втрату концентрації уваги, втому, головний біль, проблеми з памяттю і відхилення в поведінці, а в довгостроковій перспективі навіть може привести до розвитку ракових пухлин. Вважається, що діти більше піддані впливу шкідливих факторів, тому що товщина кісток їхньої черепної коробки менше, а нервова система більш вразлива.
Остаточну відповідь на питання чи має Wi-Fi який-небудь вплив на мозок людини чи ні навіть найдосконаліші лабораторії зможуть дати через 30-40 років. Адже вплив може і не мати помітних наслідків безпосередньо в перші роки використання безпровідних комунікацій
Електромагнітні поля, породжені сторонніми (що не входять до складу ПЕОМ) джерелами, називають іноді фоновими полями. Характер цих полів, їхній просторовий розподіл і рівні визначаються фізичними особливостями джерел, положенням їх стосовно робочого місця. Часто фонові поля мають загальне джерело – мережа електроживлення, що дає істотний внесок у загальний енергетичний спектр полів на частоті 50 Гц і її гармоніках (100, 150 і т.д. Гц). Це внесок багато в чому залежить від організації електромережі і контуру заземлення, віддаленості і розташування робочого місця відносно розеток живлення й інших елементів мережі.
Джерелами електромагнітних полів та випромінювань на робочому місці користувача є додаткові та допоміжні пристрої, які підключаються до комп’ютера і знаходяться безпосередньо поблизу оператора. Це принтери, сканери, сканери штрихових кодів та сканери (пристрої) запису/зчитування інформації з інтегрованих мікросхем пластикових карток.
Пристрої запису/зчитування інформації з інтегрованих мікросхем мають досить великі робочі струми (до 150 мА) та здійснюють індуктивне живлення безконтактних мікросхем і обмінюються інформацією з ними та контактними схемами на робочих частотах 125 кГц та 13,56 МГц. Такі прилади є джерелами середньочастотних електромагнітних полів зі складними просторовими конфігураціями полів.
Інтенсивними джерелами електромагнітних полів є живлячі кабелі, силові щити і особливо транзитні силові кабелі та потужні розподільчі пристрої.
Джерелами фонових низькочастотних полів є також інші технічні засоби, у тому числі побутові (кондиціонери, вентилятори, пилососи, кухонна техніка), а також масивні не заземлені металеві предмети (ґрати, стелажі і т.п.).
Компонентами загального електромагнітного фону є також джерела високочастотних електромагнітних випромінювань, які розташовані безпосередньо у робочих приміщеннях це, перш за все, радіотелефони та радіоподовжувачі. Напруженості полів, які створюються радіотелефонами на частоті 900 МГц за електричною складовою дорівнює близько 10 В/м, що негативно впливає не тільки на оператора, але і на стабільність роботи технічних засобів.
Останнім часом в Україні поширюється використання безпровідних комп’ютерних мереж. У спеціалізованій літературі користувачами персональних комп’ютерів обговорюється не тільки її функціональні можливості, а і безпечність для персоналу. Потужності випромінювачів модулів обміну інформацією у таких приладах досить низька (30…50 мВт), але вони працюють на надвисоких частотах (1,8…2,4 ГГц) і випромінювання поширюється в усі боки від антени, що також може дати негативні наслідки як для користувачів, так і для деяких електронних приладів, якими обладнане робоче місце користувача персонального комп’ютера.
В деяких європейських країнах, наприклад Швеції, використання безпровідного зв’язку Wi-Fi в учбових закладах заборонено, в інших країнах (Великобританії, Німеччині, Франції) ввели обмеження на його використання із подальшою тенденцією до повної заборони.
У побутових умовах джерелами фону є, у першу чергу електропроводка, а також практично усе електрообладнання: електричні щити, розетки, вимикачі, освітлювальні прилади, холодильники, кондиціонери і т.ін.
Особливої уваги потребують випадки появи екстремальних електричних і магнітних полів сторонніх джерел, що можуть не тільки багаторазово перевищувати гігієнічні вимоги, але і порушують нормальну роботу ПЕОМ та іншої, зєднаної з нею техніки. Так, наприклад, магнітне поле промислової частоти 50 Гц із напругою більше тисячі нанотесла (1 мкТл) викликає помітну для очей просторову і тимчасову нестабільність (мерехтіння) зображення на екрані дисплея ПЕОМ із частотою, що дорівнює різниці між частотою кадрової розгортки дисплея і частотою 50 Гц.
У таких випадках виникають ефекти опосередкованого впливу на оператора ПЕОМ магнітного поля промислової частоти 50 Гц. Опосередкований вплив відбувається за схемою „поле – відеомонітор – оператор”. Просторова та часова нестабільність зображення на моніторі (тремтіння) є шкідливим для зору користувача, негативно впливає на його психологічний та емоційний стан. Причинами нестабільності зображення можуть бути й інші чинники – несправність монітора, вплив власних магнітних полів звукових частот у мультимедійних моніторах з вбудованими звуковими колонками, раптові перепади напруги з боку силової мережі. Але якщо монітор технічно справний, а тремтіння зображення лишається, то причина полягає у впливі зовнішнього магнітного поля промислової частоти на роботу приладу. Дослідження причин його появи, шляхів зниження й усунення вимагає залучення спеціалізованих організацій, що мають досвід розв’язання таких задач і необхідну для цього апаратуру.
Для створення безпечних умов праці на робочому місті оператора необхідно обов’язкове виконання правил безпеки та інструкцій з охорони праці.

Загальні вимоги [18-26]..
Джерелом небезпеки для життя при роботі з компютерами є напруга живлення 220 - 380 В.
До роботи з компютерами допускаються особи, які:
ознайомилися з інструкцією щодо роботи з ЕОМ і отримали інструктаж на робочому місці;
засвоїли відповідний практичний курс, необхідний для роботи за компютерами.
Вимоги безпеки при роботі за пультами ЕОМ:
при роботі з ЕОМ необхідно памятати, що в них є напруга, небезпечна для життя.
16 КВ - постійна напруга на електропроменевій трубці; змінна напруга 220 В, 50 Гц — напруга живлення мережі;
у звязку з цим необхідно суворо дотримуватися таких вимог техніки безпеки:
не вмикати і не вимикати розєми кабелів при поданій напрузі живлення;
не залишати компютери під живленням без нагляду;
перед вмиканням ЕОМ у мережу необхідно переконатись:
у наявності заземлення приладів;
у справності шнура живлення, шнура звязку клавіатури з блоком живлення;
увімкнути живлення.
При ураженні струмом треба діяти негайно.
У разі виникнення пожежі необхідно:
використати всі наявні засоби пожежогасіння, крім води і вогнегасника ОХП-10;
при необхідності викликати пожежну команду телефоном 101.
Категорично забороняється:
включати ЕОМ у розетку при несправному шнурі живлення;
підєднувати і розєднувати розєми кабелів;
проводити будь-який ремонт під час включення ЕОМ.
Вимога безпеки після закінчення роботи:
після закінчення роботи на ЕОМ необхідно відключити живлення;
слід памятати, що після включення індикатора (виключення індикатора) частина схеми перебуває під напругою 220 В.
Рекомендації щодо організації робочого місця та захисту від шкідливого впливу компютера на здоровя людини:
положення тіла повинно відповідати напрямку погляду, неправильна поза призводить до виникнення згорблення;
нижній край екрана повинен бути на 20 см нижче рівня очей;
рівень верхньої кромки екрана повинен бути на висоті чола;
екран компютера - на відстані 75-120 см від очей;
висота клавіатури повинна бути встановлена таким чином, щоб кисті рук користувача розміщувались прямо;
спинка стільця повинна підтримувати спину користувача;
кут між стегнами і хребтом має становити 90°;
крісло та клавіатуру розміщують таким чином, щоб не було потреби далеко витягуватись;
відстань між столами з компютерами повинна бути не менша 1,5 м, між моніторами - 2,2 м;
треба уникати яскравого освітлення, не втомлювати очі різкою зміною потужності світлових потоків;
екран компютера треба розміщувати під прямим кутом до вікон, самі вікна під час роботи доцільно завішувати або закривати жалюзями;
у робочому приміщенні доцільно збільшувати вологість (оптимальна вологість - 60% при температурі 21°С), розмістити квіти, акваріум у радіусі 1,5 м від компютера.
Рекомендації щодо режиму роботи користувача на ПК:
при введенні даних, редагуванні програм, читанні інформації з екрана безперервна робота за екраном монітора не повинна перевищувати 4-х годин при восьмигодинному робочому дні; кількість опрацьованих символів (знаків) не повинна перевищувати 30000 за 4 години роботи;
через кожну годину праці необхідно робити перерву на 5 - 10 хв., а через 2 години - 15 хв., під час яких доцільно виконувати комплекс вправ виробничої гімнастики та провести сеанс психофізіологічного розвантаження.

4.3 Ергономічна оцінка робочого місця

Проектування робочих місць, обладнаних відеотерміналами, відноситься до числа важливих проблем ергономічного проектування в області обчислювальної техніки.
Робоче місце і взаємне розташування всіх його елементів повинне відповідати антропометричним, фізичним і психологічним вимогам. Велике значення має також характер роботи. Зокрема, при організації робочого місця програміста повинні бути дотримані наступні основні умови: оптимальне розміщення устаткування, що входить до складу робочого місця і достатній робочий простір, що дозволяє здійснювати всі необхідні рухи та переміщення.
Ергономічними аспектами проектування відеотермінальних робочих місць, зокрема, є: висота робочої поверхні, розміри простору для ніг, вимоги до розташування документів на робочому місці (наявність і розміри підставки для документів, можливість різного розміщення документів, відстань від очей користувача до екрана, документа, клавіатури і т.д.), характеристики робочого крісла, вимоги до поверхні робочого стола, регулюємість елементів робочого місця.
Головними елементами робочого місця програміста є стіл і крісло.
Основним робочим положенням є положення сидячи.
Робоча поза сидячи викликає мінімальне стомлення програміста. Раціональне планування робочого місця передбачає чіткий порядок і сталість розміщення предметів, засобів праці та документації. Те, що потрібно для виконання робіт частіше, розташовано в зоні легкої досяжності робочого простору.
Моторне поле - простір робочого місця, у якому можуть здійснюватися рухові дії людини.
Максимальна зона досяжності рук - це частина моторного поля робочого місця, обмеженого дугами, описуваними максимально витягнутими руками при русі їх у плечовому суглобі.
Оптимальна зона - частина моторного поля робочого місця, обмеженого дугами, описуваними передпліччями при русі в ліктьових суглобах з опорою в крапці ліктя і з відносно нерухливим плечем.
Ефективність та безпечність роботи оператора за комп’ютером в значній мірі залежать від ергономічної організації робочого місця. Правильна організація робочого місця зменшує втому і запобігає появі професійних захворювань.
Основні принципи ергономічної організації робочого місця - комфорт і мінімізація навантажень.
Робоче місце і взаємне розташовує всіх його елементів повинне відповідати антропометричним, фізичним і психологічним вимогам. Велике значення має також характер роботи. Зокрема, при організації робочого місця програміста повинні бути дотримані наступні основні умови: оптимальне розміщення устаткування, що входить до складу робочого місця і достатній робочий простір, що дозволяє здійснювати всі необхідні рухи і переміщення.
Ергономічними аспектами проектування відеотермінальних робочих місць, зокрема, є: висота робочої поверхні, розміри простору для ніг, вимоги до того, що розташовує документів на робочому місці (наявність і розміри підставки для документів, можливість різного розміщення документів, відстань від очей користувача до екрану, документа, клавіатури і т.ін.), характеристики робочого крісла, вимоги до поверхні робочого столу, можливість регулювання елементів робочого місця 6. Головними елементами робочого місця програміста є стіл і крісло. Основним робочим положенням є положення сидячи.
Робоча поза сидячи викликає мінімальне стомлення програміста. Раціональне планування робочого місця передбачає чіткий порядок і постійність розміщення предметів, засобів праці і документації. Те, що потрібне для виконання робіт частіше, розташоване в зоні легкої досяжності робочого простору.
Робочі поверхні повинні мати такі мінімальні розміри:
мінімальна ширина стільниці - 500 мм;
вільний майданчик для нотаток - 100x200 мм, а для більш докладних записів - 300x400 мм;
площина для забезпечення виконання креслярсько-графічних робіт 450x650 мм.
Робочий стіл.
Форму робочої поверхні слід встановлювати з урахуванням характеру виконуваної роботи. Вона може бути прямокутною, мати виріз для корпусу працюючого, поглиблення або інші поверхні для засобів оргтехніки і т.ін. При необхідності на робочу поверхню можна навіть встановити підлокітники. Якщо потрібна підвищена точність при роботі і, відповідно, необхідна фіксація положення корпусу і рук, в якості додаткової міри може використовуватися мяка оббивка на передньому краї стола.
Робочій стілець.
Робочій стілець повинен включати такі основні елементи: сидіння, спинку і підлокітники. В якості додаткових елементів можуть бути підголовник та підставка для ніг. Рухливість крісла щодо статі або іншої поверхні, на якій воно встановлено (подіуму, наприклад), доцільно не обмежувати.
Конструкція його повинна забезпечувати:
Регулювання висоти поверхні сидіння в межах 400-550 мм. Можливість обертання на 180° - 360° (навколо вертикальної осі опорної конструкції крісла з фіксацією в потрібному положенні);
Ширину і глибину поверхні сидіння не менше 400 мм, краще ширше, оскільки не дуже лімітована ширина сидіння дозволяє періодично міняти позу;
Поверхня сидіння з заокругленим переднім краем6, радіус заокруглення не менше 10 мм;
Регульований кут нахилу підлокітників 0° - 20°.
Монітор.
Екран відеомонітора ПК в залежності від висоти символів рекомендовано розміщувати на відстані 400-800 мм від очей користувача.
Для забезпечення точного та швидкого читання інформації в зоні найкращого бачення площина екрану відеомонітору повинна бути перпендикулярною нормальній лінії зору. При цьому повинна бути передбачена можливість переміщення відеомонітору навколо вертикальної осі в межах +- 30 град. (справа наліво) та нахилу вперед до 85 град. і назад до 105 град. з фіксацією в цьому положенні.
Клавіатура.
Клавіатура повинна бути зручною для виконання роботи двома руками, конструктивно відокремлена від монітору для забезпечення можливості її оптимального розташування та прийняття раціональної робочої пози.
Зонування моторного поля робочого місця оператора наведено на рисунку 4.1. Схема роботи оператора за ПК наведена на рисунку 4.2.
Висота клавіатури на рівні середнього ряду не повинна перевищувати 30 мм.
Клавіатуру слід розташовувати на поверхні столу на відстані 100-300 мм від краю, який повернутий до користувача.

Рисунок 4.1 – Зонування моторного поля оператора ПК


Рисунок 4.2 – Схема роботи оператора за комп’ютером

Кут нахилу до панелі клавіатури має знаходитись в межах від 5 град. до 15 град.
Зонування моторного поля робочого місця оператора.
Підберемо робочий стіл та стілець, які задовольняють моторній зоні оператора.
На рисунку 4.3 зображено модель робочого столу, а на рисунку 4.4 зображено модель робочого стільця оператора (програміста).




Рисунок 4.3 - Модель робочого столу


Рисунок 4.4 – Модель робочого стільця

4.4 Розрахункова частина

Коротка характеристика приміщення і виконуваних робіт: у приміщенні операторів є три компютери. Компютери обєднані в локальну мережу. До складу основного обладнання входять персональні ЕОМ типу IBM PC/AT та друкуючий пристрій типу Canon S300. У приміщенні є один вхід. Обладнання розміщується таким чином, щоб був забезпечений вільний прохід до всіх робочих місцях. Робота в основному повязана з ЕОМ.
Планування і розміщення робочих місць: відповідно до загальних ергономічних вимог за ГОСТ 12.2.049-80 виробниче обладнання повинно відповідати антропометричним, фізіологічним, психофізіологічним, власти-востям людини та обумовленим цими властивостями гігієнічними вимогами з метою збереження здоровя людини і досягнення збільшення ефективності праці, зниження стомлюваності.
Столи робочих місць, на якому виробляються діагностика, має висоту 800 мм, довжину 1400 мм, ширину 800 мм, висота сидіння 450 мм, висота простору для ніг – 650 мм, що забезпечує зручність робочого місця. Висота і конструкція робочого столу вибрані так, щоб було легко переходити з робочого положення сидячи в положення стоячи.
Розрахунок освітлення: Приміщення має розміри 4,5м на 6 м. Таким чином, площа складе S = 27 м2. При висоті Н = 3 м обсяг приміщення складе V = 180 м3. Природне освітлення – одностороннє. Приміщення має три вікна висотою 1,5 м, і шириною 2 м, розташованих на одній стіні. Згідно БНІП П–4–79, коефіцієнт природної освітленості (КЕО) у цьому випадку при бічному висвітленні повинен складати ен=1,5%
Враховуючи коефіцієнт світлового клімату m = 0,8 і коефіцієнт сонячності клімату при тому, що вікна приміщення виходять на східний бік, С = 0,7, визначаємо нормоване значення КПО для даного приміщення:
.
При бічному освітленні КПО можна оцінити за формулою:
; (4.1)

де Sп – площа підлоги приміщення, м2;
S0 – площа світлових прорізів, м2;
Кз – коефіцієнт запасу (приймається в межах від 1,2 до 2,0 залежно
від можливого забруднення світлових прорізів кіптявою);
– світлова характеристика вікон;
– коефіцієнт, що враховує підвищення коефіцієнта завдяки
світлу, відбитому від поверхні приміщення та підстилаючих
шару, який прилягає до будівлі;
– загальний коефіцієнт світлопропускання, що визначається за
формулою:
; (4.2)
де – коефіцієнт світлопропускання матеріалу (для різних типів скла
приймається в межах від 0,65 до 0,9);
– коефіцієнт, що враховує втрати світла в межах вікна (в
залежності від виду палітурки приймається в межах від 0,5 до
0,9);
– коефіцієнт, що враховує втрати світла в несучих конструкціях
(від 0,8 до 0,9);
– коефіцієнт, що враховує втрати світла в сонцезахисних
пристроях (при їх відсутності =1 , при їх наявності тоді
приймається від 0,6 до 0,9).
Площа світлових прорізів становить S0=15,75м2. Площа підлоги приміщення становить Sп=60 м2. Для складальних цехів коефіцієнт запасу приймається Кз=1.2. Виходячи зі співвідношення розмірів приміщення і вікон, світлова характеристика вікон . Коефіцієнт, що враховує КПО за рахунок відбиття від поверхонь приміщення і підстилаючого шару, для даного приміщення становить r1 = 1,3.
Для вікон з подвійними рамами коефіцієнт світлопропускання . Оскільки палітурка вікна подвійна металопластикова, то . При бічному освітленні . Як сонцезахисних пристроїв використовуються регульовані внутрішні штори, тому . Таким чином, отримуємо:
;
.
Тож коефіцієнт природного освітлення е = 1,17% задовольняє нормі. Природне освітлення істотно залежить від погодних умов, отже, необхідно передбачити штучне освітлення в похмуру погоду. Штучне освітлення необхідно ще й тому, що в приміщенні ведуться роботи не тільки у світлий час доби, але і в темний.
Інженерний розрахунок штучного освітлення: в якості джерела світла виберемо люмінесцентні лампи, оскільки вони володіють більшою економічністю і світловіддачею, ніж лампи розжарювання. Зорові роботи, що виконуються, відносяться до IV розряду зорових робіт (здатність розрізняти деталі від 0,5 до 1 мм). Підрозряд зорових робіт – В, так як фон середній, а контраст обєкта з фоном теж середній. Штучне освітлення нормується за СНИП II–4–79, згідно з якими в приміщеннях освітленість робочого місця повинна становити 300 лк. Для створення такого рівня освітленості використовуються світильники ЛВ001, що містять по чотири лампи ЛБ потужністю по 40 Вт, світловіддачею 70 лм / Вт. Розмістимо їх на стелі.
Необхідна кількість світильників:
, (4.3)
де N – кількість світильників, шт.;
Eн – нормована мінімальна освітленість, лк;
Kз = 1,3 – коефіцієнт запасу, що залежить від вмісту пилу в
приміщенні (приймається в межах від 1,3 до 2,0 залежно від
вмісту пилу у виробничих приміщеннях з урахуванням
регулярного очищення світильників і виду джерела світла);
S – площа освітлюваного приміщення, м2;
z – коефіцієнт нерівномірності освітлення;
n = 4 – число ламп в світильнику, шт;
F = 2800 лм – світловий потік однієї лампи;
h – коефіцієнт використання світлового потоку, що залежить від
індексу приміщення.
Розрахуємо індекс приміщення за наступною формулою:
, (4.4)
де i – індекс приміщення;
А – довжина приміщення, м;
В – ширина приміщення, м;
h – розрахункова висота, м.
Визначимо розрахункову висоту як:
, (4.5)
де Н – висота приміщення, м;
h1 – висота робочої поверхні, м;
h2 – висота звису, м.
Висота приміщення H = 3 м, висота робочої поверхні h1 = 0.8 м, висота звису для даного типу світильників h2 = 0 м. Підставляючи дані величини в формулу (4.5), отримуємо:
.
При довжині А = 7 м і ширинi В = 7 м індекс приміщення, згідно з формулою (4.4), складе:
.
Приймаючи коефіцієнт відбиття від стін і стелі рівними 50% і 30% відповідно, і з урахуванням отриманого індексу приміщення та типу світильника, величина використання світлового потоку складає h = 49%. При нормі освітленості 300 лк, площі приміщення S = 60 м2, коефіцієнт нерівномірності освітлення z = 1,1, коефіцієнт запасу КЗ = 1,3, світловому потоці однієї лампи 2800 лм, кількість світильників, відповідно до формули (4.3), складе:
.
Таким чином, число світильників дорівнює N = 3 штуки. Розташуємо світильники в два ряди вздовж довгих стін два світильники, другий ряд - один. Розрахуємо відстань між світильниками:
.
Розрахуємо відстань від крайнього ряду світильників до стін:
.
Тож для штучного освітлення потрібно розташувати на стелі 3 світильники на відстані 3,08 метрів один від одного та 1,5 метрів від стін.
Правильно обрана система освітлення має велике значення у зниженні виробничого травматизму, створює нормальні умови для роботи органів зору, підвищує працездатність.

4.5 Пожежна безпека

Для оцінки та попередження вибухопожежонебезпеки, а також вибору ефективних заходів безпеки необхідно мати уявлення про природу процесу горіння, його форми та види.
Згідно із ДСТУ 2272 – 93 горіння – це екзотермічна реакція окиснення речовини, яке супроводжується виділенням диму та (або) виникненням полум’я і (або) свічення.
Пожежа – це неконтрольоване горіння поза спеціальним вогнищем, що розповсюджується в часі і просторі та створює загрозу життю і здоров’ю людей, навколишньому середовищу, призводить до матеріальних збитків.
Для виникнення горіння необхідна наявність горючої речовини, окисника та джерела запалювання.
Окисником може бути О2, за недостатньої його кількості горіння буде неповним, утвориться багато диму, чадного газу та інших токсичних речовин. До окисників належать також фтор (F2), хлор (Cl2), бром (Br2), йод (J2), нітратна кислота (HNO3), перманганат калію (KMnO4) та інші.
Джерело запалювання – іскри або розжарене тіло. Іскри виникають у несправному електроустаткуванні, при зварюванні, ударі металевих частин, можуть бути іскрові розряди статичної електрики.
За швидкістю розповсюдження полум’я розрізняють наступні різновидності горіння:
– дефлаграційне горіння (в межах 2…7 м/с);
– вибух (десятки, сотні м/с) – надзвичайно швидка хімічна реакція, яка супроводжується виділенням енергії і утворенням стиснених газів, здатних виконувати механічну роботу;
– детонаційне – це горіння, яке поширюється зі швидкістю кілька тисяч метрів за секунду. Необхідною умовою для виникнення детонації є наявність потужної ударної хвилі
Горіння може бути гомогенним (горючі речовини і окисник знаходяться в однаковому агрегатному стані) та гетерогенним (горіння твердих і рідких речовин).
За походженням розрізняють такі форми горіння:
– спалах – швидке згоряння горючої суміші від зовнішнього джерела запалювання без утворення стиснених газів, яке не переходить у стійке горіння;
– займання – початок горіння під впливом джерела запалювання;
– спалахування – займання, що супроводжується появою полум’я;
– самозаймання – горіння, яке починається без впливу джерела запалювання;
– самоспалахування – самозаймання, що супроводжується появою полум’я;
– тління – горіння без випромінювання світла, що, як правило, розпізнається за появою диму.
В залежності від внутрішнього імпульсу процеси самозаймання (самоспалахування) поділяються на:
– теплові виникають при зовнішньому нагріванні речовини на певній відстані (через повітря) (наприклад, при температурі близько 100 оС дерев’яна тирса та ДВП схильні до самозаймання);
– мікробіологічні – відбуваються в результаті самонагрівання, що спричинене життєдіяльністю мікроорганізмів в масі речовини (наприклад, не висушене сіно, зерно, тирса, торф);
– хімічні – виникають внаслідок дії на речовини повітря (наприклад, внаслідок оксидування масел киснем повітря відбувається самонагрівання, що може призвести до самозаймання промаслених матеріалів: ганчір’я, дерев’яна тирса, навіть металеві ошурки), води (лужні метали, карбід кальцію та ін.), а також при взаємодії речовин.
Залежно від агрегатного стану й особливостей горіння різних горючих речовин і матеріалів пожежі за ГОСТ 27331-87 поділяють на відповідні класи та підкласи:
клас А – горіння твердих речовини, що супроводжується (підклас А1) або не супроводжується (підклас А2) тлінням;
клас В – горіння рідких речовин, що не розчиняються у воді (підклас В2), або твердих речовини, які розтоплюються при нагріванні (нафтопродукти, спирти, каучук, стеарин, деякі синтетичні матеріали);
клас С – горіння газів;
клас Д – горіння металів та їх сплавів (алюміній, магній, лужні метали);
клас Е – горіння електроустановок під напругою.
Пожежна безпека – це стан об’єкта, при якому з регламентованою ймовірністю виключається можливість виникнення та розвиток пожежі і впливу на людей її небезпечних факторів, а також забезпечується захист матеріальних цінностей.
Пожежа - неконтрольоване горіння поза спеціальним вогнищем, яке призводить до матеріальної шкоди.
Причинами пожеж та вибухів на підприємстві є порушення правил і норм пожежної безпеки, невиконання Закону “Про пожежну безпеку” тощо.
Небезпечними факторами пожежі і вибуху, які можуть призвести до травми, отруєння, загибелі або матеріальних збитків є відкритий вогонь, іскри, підвищена температура, токсичні продукти горіння, дим, низький вміст кисню, обвалення будинків і споруд.
За стан пожежної безпеки на підприємстві відповідають її керівники, начальники цехів, майстри та інші керівники.
На підприємствах існує два види пожежної охорони: професійна і воєнізована. Воєнізована охорона створюється на об’єктах з підвищеною небезпекою.
Крім того, на підприємствах для посилення пожежної охорони організовуються добровільні пожежні дружини і команди, добровільні пожежні товариства і пожежно-технічні комісії з числа робітників та службовців.
Протипожежна профілактика - це комплекс організаційних і технічних заходів, які спрямовані на здійснення безпеки людей, на попередження пожеж, локалізацію їх поширення, а також створення умов для успішного гасіння пожежі.
Відповідальним керівником робіт по ліквідації пожеж і аварій у господарстві є головний інженер (агроном).
Начальник структурного підрозділу, в якому виникла пожежа, є відповідальним виконавцем робіт по її ліквідації.

4.6 Висновки по розділу №4
У цьому розділі проаналізовані основні небезпечні та шкідливі фактори, розроблені заходи з охорони праці при роботі з даною експертною системою. Розроблено ергономічний проект експертної системи.
Створено ергономічний проект робочого місця оператора інформаційної системи, яка розробляється.
Розраховані потрібна кількість штучного та природного освітлення, розроблені заходи протипожежної безпеки.
Зясували причини пожеж та вибухів на підприємстві.
Визначили відповідального за пожежну безпеку.


5 ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ

5.1 Розрахунок витрат на розробку інформаційної системи

Розглянемо основні економічні показники, які потрібні на розробку експертної системи [27].

) Основна заробітна плата розробників, :

, грн., (5.1)
де М – місячний посадовий оклад конкретного розробника, грн.;
Tp – число робочих днів в місяці; приблизно Tp = 21 .. 23 дні;
t – число днів роботи розробника.

2) В розробці програмного продукту приймало участь два спеціалісти:
керівник проекту;
інженер-програміст.

Розрахуємо для них основну заробітну плату:

грн.,

грн.



Дані по заробітній платі розробників зведемо в таблицю 5.1.


Таблиця 5.1 – Дані по основній заробітній платі розробників програмного продукту.
Найменування посади Місячний посадовий оклад, грн. Оплата за робочий день, грн. Число днів роботи Витрати на заробітну плату, грн.
1.Керівник проекту 3500 86,3 15 2282
2. Інженер-програміст 2500 63,3 30 3260
Всього : 5542

3) Нарахування на заробітну плату Нзп розробників, які приймали участь в розробці програмного продукту, розраховуються як 37,3 % від суми основної та додаткової заробітної плати всіх розробників.
Нзп=37,3% ∙ (Зо.кер.підпр. + Зо.інж.прогр. + Зексперта) , (5.2)
Нзп= 0,373 ∙ 5542 = 2067,16 грн.

4) Амортизаційні відрахування обладнання, комп’ютерів та приміщень, які використовувались для розробки програмного продукту розраховуються за формулою:
, грн. (5.3)

де Ц – балансова вартість обладнання, приміщень, грн.
Для комп’ютерів Ц = 2500 ... 6000 грн.;
На – річна норма амортизаційних відрахувань для даного виду обладнання, приміщень, %. Для електронних, оптичних, електромеханічних приладів і інструментів, електронно – обчислювальних машин, інформаційних систем, телефонів, мікрофонів, конторського обладнання На = 25 %; для іншого обладнання 15 %; для приміщень – 5 %;
Т – термін використання обладнання, приміщень, місяці.
грн.
грн.
грн.

Зроблені розрахунки зведемо до таблиці 5.2.
Таблиця 5.2 – Амортизаційні відрахування обладнання, комп’ютерів та приміщень.
Найменування обладнань,
приміщень Балансова вартість, грн. Норма амортизації, % Термін викорис-тання, міс. Величина амортизаційних відрахувань, грн.
1. Комп’ютер 3900 25 2 162,5
2. Мережне обладнання 250 25 2 10,41
3. Меблі 1500 15 2 37,5
Всього : 210,41

5) Витрати на силову енергію Ве розраховуються за формулою:
Ве = В ∙ П ∙ Ф ∙ Кк, грн. (5.4)

де В – вартість однієї кіловат-години електроенергії.
В 2014 році В = 0,243 грн./кВт;
Встановлена потужність обладнання П дорівнює 800 Вт або 1 кВт.
Ф – фактична кількість годин роботи обладнання, годин;
Ф = 64 • 6 = 384 год.
Кп – коефіцієнт використання потужності, Кп < 1; Кп = 0,9.
Ве = 0,243 • 0,8 • 384 • 0,9 = 67,2 грн.
6) Сума всіх попередніх статей витрат дає загальні витрати на розробку програмного продукту:
Взаг = Зо.заг + Нзп + Азаг + Ве, грн. (5.5)
Взаг = 5542 + 2067,16 + 210,41 + 67,2 = 7886,77 грн.

5.2 Розрахунок експлуатаційних витрат при використанні нового програмного продукту

1) Заробітна плата обслуговуючого персоналу Зобс, розраховується за формулою:
Зобс = 12 ∙ М ∙ β, грн./рік (5.6)

де 12 – число місяців у році;
М – місячний посадовий оклад оператора, грн. В 2014 році величини посадових окладів коливаються 1500 … 2500 грн. Приймаємо М = 2000 грн.;
– частка часу, яку витрачає працівник на обслуговування програмного продукту, в загальному часі своєї роботи. Приймаємо =0,1.
Зобс = 12 ∙ 2000 ∙ 0,1 = 2400 грн.

2) Нарахування на заробітну плату Нзп обслуговуючого персоналу визначаються як 31,3 % від суми основної заробітної плати обслуговуючого персоналу:
Нзп = 31,3 ∙ Зобс, грн. (5.7)
Нзп = 0,313 ∙ 2400 = 751,2 грн.


3) Амортизаційні відрахування для програмного продукту розраховуються за спрощеною формулою:
А = , грн./ рік (5.8)
де Ц – балансова вартість нематеріального активу, за яку можна умовно
прийняти вартість робіт зі створення нового програмного
продукту, грн. Приймаємо Ц = 7887 грн. (див. формулу 5.5).
На – річна норма амортизації нематеріального активу, у %, яку
можна прийняти На = 25 %.
грн.

Витрати на силову електроенергію розраховуємо за формулою 5.4.
Приймаємо фактичну кількість годин роботи обладнання.
Ф = 22 • 6 = 132 год.
Ве = 0,243 ∙ 0,66 ∙ 132 ∙ 0,9 = 19,05 грн.

4) Сума витрат за всіма попередніми статтями дає величину експлуатаційних витрат при використанні нового програмного продукту – Е2:
Е2 = Зобс + Нзп + А + Ве , грн. (5.9)
Е2 = 2400 + 400 + 1971,75 + 19,05 = 4790,8 грн.


5.3 Розрахунок річного економічного ефекту від впровадження нової системи

Для зменшення витрат при розробці ЕС зменшуємо час вибору агротехнології з одного дня до одного часу, економія при цьому до 200 грн.
ФСП „Оранта” планує висаджувати два ранніх сорт кукурудзи, економія при цьому складе:
Ер = 2 ∙ 200 = 400 грн.
Також, господарство планує висаджувати один середній сорт кукуру-дзи, економія при цьому складе:
Еср = 1 ∙ 200 = 200 грн.
Також господарство планує висаджувати три піздних сорти кукурудзи, економія при цьому складе:
Есс = 3 ∙ 200 = 600 грн.
Також господарство висаджує один середньопізній сорт кукурудзи, економія при цьому складає:
Есп = 1 ∙ 200 = 200 грн.
Попередній чистий прибуток від продажу кукурудзи у господарстві планується у розмірі 13800 грн.
Річний ефект від впровадження експертної системи буде становити:
∆Е = 200 + 600 + 200 + 13800 = 14800 грн./рік

5.4 Розрахунок терміну окупності витрат

Термін окупності Т0 витрат, які були використані на розробку нового програмного продукту розраховуються за формулою:
, років (5.10)
T0 = 0,8 + T1 .
При Т0 < 1 ... 3 роки новий програмний продукт вважається економічно ефективним.
Т1 = 7886,77 / 14800 = 0,53 років
T0 = 0,8 + 0,53 = 1,33 роки.

Отже, оскільки 1,33 < 1...3 років, то можна зробити висновок, що програмний продукт є економічно ефективним і його термін окупності теоретично складає приблизно 1 рік і 4 місяця.


5.5 Висновки по розділу №5

Було проведено розрахунок затрат на виготовлення системи та її економічної ефективності.
В затрати включаються заробітна плата керівника проекту та інженера-програміста, а також інших допоміжних робітників.
Розрахована амортизація техніки, приміщень та інших об’єктів, що приймали участь у розробці, враховані затрати на електроенергію.
Проведено розрахунок експлуатаційних витрат при використанні нового програмного продукту.
Проведено розрахунок річного економічного ефекту від впровадження нової системи.
Проведені розрахунки терміну окупності витрат.
Створений проект (ЕС) є економічно ефективним, окупність капітальних вкладень очікується приблизно через 1 ріки і 4 місяця.



ВИСНОВКИ

Метою даного дипломного проекту була розробка експертної системи з агротехнології вирощування кукурудзи, фермерського сільськогоспо-дарського підприємства «Оранта», (с. Розівка, Якимівський район, Запорізька область. Під час проходження переддипломної практики був проведен аналіз вибору агротехнологій вирощування кукурудзи, який виявив можливість розробки і впровадження даної експертної системи.
Розроблена експертна система реалізує всі поставлені задачі:
- забезпечує централізовану та обєктивну відповідь на запитання робітників;
- створена система обліку, накопичення знань, які відповідають на поставлені запитання;
- створена система обміну інформацією між робітником та експертом;
- створена база даних для функціонування експертної системи;
Аналіз існуючих ЕС схожого напрямку сільського господарства показ, що схожих аналогів виявлення не було.
Для реалізації системи логічного виведення нами вибрана мова C# у пакеті Visual Studio 2008.
При розрахунку рекомендації можна зберегти рекомендації, за допомогою розроблених елементів керування, для подальших використань.
В процесі роботи проаналізована економічна доцільність проекту. Система є економічно ефективною.
Окупність капітальних вкладень очікується через 1 рік та 4 місяця. Запропонована система буде удосконалюватися і впроваджуватись у ФГ «Оранта». Реалізація даної експертної системи, дозволяє досягнути більш ефективного використання часу. Використання даної системи дозволить приватному фермерському господарству зберегти час при пошуку потрібної інформації при висаджуванні кукурудзи, що в свою чергу підвищить усі економічні показники господарства та принесе йому значні прибутки.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Петров В.Н. Информационные системы / В.Н. Петров. -СПб.: Питер, 2003. – 656 с.
Джозеф Джарантано. Експертные системы: принципы разработки и програмирование. Пер. с англ. / Джарантано Джозеф. Райли Гари.
-М.: ООО «Вільямс», 2007. – 1152 с.
Уинстон П. Искусственный интеллект / П. Уинстон. - М.: Высшая школа, 2009. – 354 с.
Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление слож-ными системами / А.Г. Ивахненко. - К.: Техника, 2004. – 312 с.
Васильев В.И. Имитационное управление неопределенными объек-тами / В.И. Васильев, В.В. Коноваленко, Ю.И. Горелов. - К.: Наукова думка, 2001. –216 с.
Половинкин А.И. Основы инженерного творчества / А.И. Половин-кин. - М.: Машиностроение, 1988. – 368 с.
Петровский В.Г. Искусственный интеллект: справочник в 3-х книгах. Том 1, 2, 3. / В.Г. Петровський. - М.: Мир, 2010. – 498 с.
Ивахненко А.Г. Самообучающиеся системы распознавания и авто-матического регулирования / А.Г. Ивахненко. - К.: Наукова думка, 2002. - 349 с.
Ивахненко А. Г. Моделирование сложных систем: информационный поход / А.Г. Ивахненко. - К.: Наукова думка, 1999. - 136 с.
Доорс Дж. Пролог - язык программи-рования будущего / Доорс Дж., А.Р. Рейнблейн, С. Вадера. - М.: Финансы и статистика, 2005. - 141 с.
Нейлор К. Как построить свою экспертную систему / К. Нейлон. - М.: Энерго-атомиздат, 2006. - 287 с.
Уотермен Д. Руководство по экспертным системам / Д. Уотермен. - М.: Мир, 2000. – 344 с.
Гаврилова Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский. – СПб.: Питер, 2001. – 384 с.
Адаменко А.Н. Логическое программирование и Visual Prolog / А.Н. Адаменко, А.М. Кучуков. – СПб.: БХВ. – Петербург, 2003. – 992 с.
Ревунков Г.И. Базы и банки данных и знаний / Г.И. Ревунков. - М.: Высшая школа, 1992. – 196 с.
Таусенд К., Фохт Д. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональных ЭВМ / К. Таусенд, Д. Фохт. - М.: Финансы и статистика, 2001. – 246 с.
Геврик Є. О. Охорона праці / Є. О. Геврик. – Київ: Ельга, Ніка-Центр, 2003 – 280 с.
Жидецький В. Ц. Основи охорони праці / В. Ц. Житецький. – Львів Афіша, 2002. – 320 с.
Кнорринг Г.Б. Справочная книга для проектирования электрического освещения / Под ред. Г.Б. Кнорринга. – Л.: Энергия, 1976. – 440 с.
Мотузко Ф.Я. Охрана труда. / Ф.Я. Мотузко. – Москва: Высшая школа, 1989. – 336 с.
Раздорожный А.А. Охрана труда и производственная безопасность / А.А. Раздорожный. – СПб.: Экзамен, 2007. - 512 с.
Рогач Ю.П. Пожежна безпека / Ю.П. Рогач. – Сімферополь, Таврия Плюс., 2001. – 124с.
Самгин Э.Б. Освещение рабочих мест / Э.Б. Самгин. – Москва: МИРЭА, 1989. – 186 с.
Чайкін І.C. Експлуатація компютерних систем та мереж. Навчальний посібник / І.С. Чайкін, І. А. Жуков. - К.: НАУ, 2007. - 361 с.
Бідик А. Г. Забезпечення конкурентоспроможності на всіх фазах життєвого циклу підприємства / А.Г. Бідик // Ефективна аграрна економіка. - 2002. - № 1. - С. 26-30.
Климко Г.Н Основи економічної теорії. Підручник / Г.Н. Климко, В.П. Нестеренко - К.: Вища школа, 1994. - 559 с.



















ДОДАТКИ

Додаток А

Частина лістингу експертної системи з агротехнології вирощування кукурудзи.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Drawing.Printing;
using System.IO;

namespace corn
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
}

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
//--------КРУПА--------------
if (radioButton1.Checked == true)//предшественники для крупы
{
textBox1.Text = "";
textBox1.Text += "Кращими попередниками є озимі культури, зернобобові, картопля, гречка.Кукурудза одна із зернових культур, яка може вирощуватися монокультурою. У зонах недостатнього зволоження не рекомендується сіяти кукурудзу після культур, які висушують грунт на значну глибину (соняшник і цукровий буряк)." + Environment.NewLine;
textBox1.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton1.Checked == true)//удобрения для крупы
{
textBox4.Text = "";
textBox4.Text += "За фазами розвитку кукурудза по різному реагує на елементи живлення. На 1 ц. зерна кукурудза переносить 1,2 кг P, 2,4 кг N, 3 кг K. Азот - споживання протягом усього періоду вегетації, але найсильніше в період інтенсивного росту, за 10 днів до викидання волоті і 20 днів після. Споживання фосфору менш інтенсивне, ніж азоту, але він так само має надзвичайно великий вплив на формування врожаю. Брак фосфору в грунті і, відповідно, рослині, буде особливо відчуватися в період 3-6 листків, про що свідчитиме антоціанова (фіолетова) забарвлення листя. Калій необхідний протягом усього періоду вегетації. З органічних добрив найчастіше використовують підстилковий гній, який вносять під оранку. Основне добриво кукурудзи рекомендується проводити під час основного обробітку грунту, після збирання попередника. Навесні, під передпосівну культивацію вносять повне мінеральне добриво NPK 30-40 кг / га." + Environment.NewLine;
textBox4.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton16.Checked == true)//полив юг для крупы
{
textBox3.Text = "";
textBox3.Text += "Полив нормою 600 - 800 м3/га доцільний на півдні" + Environment.NewLine;
textBox3.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton15.Checked == true)//полив центр для крупы
{
textBox3.Text = "";
textBox3.Text += "Полив нормою 550 - 600 м3/га доцільний у центрі країни" + Environment.NewLine;
textBox3.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton14.Checked == true)//полив север для крупы
{
textBox3.Text = "";
textBox3.Text += "Полив нормою 300 - 550 м3/га доцільний на півночі країни" + Environment.NewLine;
textBox3.Text += Environment.NewLine;
}

if (radioButton1.Checked == true && radioButton8.Checked == true) //крупа, ранний
{
textBox5.Text = "";
textBox5.Text += "Рекомендовані сорта кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Саратовская сахарная" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Сахарная" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Крабас" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Кайфус" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "Рекомендовані гібриди кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 Аробаз (ФАО 240)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 Делітоп (ФАО 210)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 Нерісса (ФАО 210)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Гітаго (ФАО 200)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Ігл (ФАО 240)" + Environment.NewLine;
}

if (radioButton1.Checked == true && radioButton8.Checked == true && radioButton14.Checked == true) //крупа, ранний, север
{
textBox5.Text = "";
textBox5.Text += "Рекомендовані сорта кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Заря" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Саратовская сахарная" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Тираспольская скороспелая 33" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "Рекомендовані гібриди кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 Аробаз (ФАО 240)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 Делітоп (ФАО 210)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 Нерісса (ФАО 210)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Гітаго (ФАО 200)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Ігл (ФАО 240)" + Environment.NewLine;
}

if (radioButton1.Checked == true && radioButton9.Checked == true) //крупа, средний
{
textBox5.Text = "";
textBox5.Text += "Рекомендовані сорта кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Награда" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Сахарная Юбилейная" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Колібріс" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "Рекомендовані гібриди кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 Долар (ФАО 410)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Альтіус (ФАО 330)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Люциус (ФАО 340)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Сімба (ФАО 280)" + Environment.NewLine;
}
if (radioButton1.Checked == true && radioButton9.Checked == true && radioButton16.Checked == true) //крупа, средний, юг
{
textBox5.Text = "";
textBox5.Text += "Рекомендовані сорта кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Кубанская консервная 148" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Награда" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Ударник" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "Рекомендовані гібриди кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 Долар (ФАО 410)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Альтіус (ФАО 330)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Люциус (ФАО 340)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Сімба (ФАО 280)" + Environment.NewLine;
}

if (radioButton1.Checked == true && radioButton10.Checked == true) //крупа, поздний
{
textBox5.Text = "";
textBox5.Text += "Рекомендовані сорта кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- " + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "Рекомендовані гібриди кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 Долар (ФАО 410)" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- F1 НК Пако (ФАО 460)" + Environment.NewLine;
}

//--------СИЛОС--------------
if (radioButton2.Checked == true)//предшественники для силоса
{
textBox1.Text = "";
textBox1.Text += "Оптимальними попередниками є: бобові, просапні, зернові культури." + Environment.NewLine;
textBox1.Text += "Оброблення:" + Environment.NewLine;
textBox1.Text += "Необхідний відмінно оструктуренний грунт, так як кукурудза не переносить переущільнення. Для України найкращою грунтом, є чорнозем. Після збирання зернових в осінній період проводять лущення стерні, через 14 днів - оранка на 22-25 см глибини. Навесні проводять закриття вологи за допомогою боронування на 3-5 см глибину і передпосівна культивація грунту на глибину сівби - 6-8 см." + Environment.NewLine;
textBox1.Text += "Необхідно використовувати пневматичні сівалки точного висіву, що дає можливість значно збільшити швидкість роботи агрегату (8 км / год). Необхідну густоту посіву досягають при використанні ретельної регулюванню сівалки, справного набору висівних дисків і виборі робочої швидкості агрегату." + Environment.NewLine;
textBox1.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton2.Checked == true)
{
textBox4.Text = "";
textBox4.Text = "Доза добрив під кукурудзу на силос - N150-180P120-150K180-250, СаО50-70. На легких грунтах азотні добрива вносяться дробово - перше внесення до посіву, друге - через 5-6 тижнів після посіву, а на важкий грунтах азот вноситься в один прийом - до посіву";
textBox4.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton16.Checked == true && radioButton2.Checked == true)//полив юг для силоса
{
textBox3.Text = "";
textBox3.Text += "Полив нормою 650 - 820 м3/га доцільний на півдні" + Environment.NewLine;
textBox3.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton15.Checked == true && radioButton2.Checked == true)//полив центр для силоса
{
textBox3.Text = "";
textBox3.Text += "Полив нормою 550 - 650 м3/га доцільний у центрі країни" + Environment.NewLine;
textBox3.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton14.Checked == true && radioButton2.Checked == true)//полив север для силоса
{
textBox3.Text = "";
textBox3.Text += "Полив нормою 250 - 550 м3/га доцільний на півночі країни" + Environment.NewLine;
textBox3.Text += Environment.NewLine;
}
if (radioButton2.Checked == true && radioButton8.Checked == true) //силос, ранний
{
textBox5.Text = "";
textBox5.Text += "Рекомендовані сорта кукурудзи:" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Заря" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Сахарная" + Environment.NewLine;
textBox5.Text += "- Роналдинио" + Environment.NewLine;

...