Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Możliwości wykorzystania eksploracyjnej analizy danych w przedsięwzięciach inżynieryjnych

Szelka J., Wrona Z.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

213--220

PL

Wszystkie kategorie procesów informacyjno-decyzyjnych, realizowanych w obszarze przedsięwzięć inżynieryjnych, wymagają gromadzenia i przetwarzania znacznych ilości danych. Systemy baz danych, eksploatowane w obszarze tych przedsięwzięć, wykorzystuje się niemal wyłącznie do bieżącego przetwarzania informacji. Ich wykorzystanie do celów analitycznych ogranicza się do analiz całkowicie sterowanych przez użytkownika (inżyniera). Natomiast, w wielu obszarach zarządzania, w przechowywanych zasobach danych dostrzega się ogromny potencjał analityczny i dokonuje się z powodzeniem ich zautomatyzowanej eksploracji, pozyskując w ten sposób nową wiedzę (odkrywając nietrywialne, nieznane wcześniej prawidłowości). Wydaje się, że nie ma przeszkód, by podobne działania realizować także w obszarze przedsięwzięć inżynieryjnych, odkrywając nowe klasyfikacje, asocjacje, czy identyfikując sekwencje zdarzeń. Zautomatyzowana eksploracja danych często okazuje się jedynym sposobem wyszukiwania prawidłowości w ogromnych zbiorach danych, których człowiek nie jest w stanie przeanalizować. Specyfika przedsięwzięć inżynieryjnych (znaczna złożoność, niejednorodność a często także niepowtarzalność sytuacji problemowych) narzuca przy tym określone ograniczenia na poszczególne etapy takiej analizy. W opracowaniu przybliżono uwarunkowania stosowania eksploracyjnej analizy danych w przedsięwzięciach inżynieryjnych, nakreślono zakres przedsięwzięć niezbędnych do wykonania w poszczególnych jej etapach oraz wskazano narzędzia umożliwiające programową realizację tego typu przedsięwzięć.

EN

In all categories of information-based decision-making processes implemented in the area of engineering, a significant amount of data must be gathered and processed. Parameters of engineering equipment, as well as data gathered, inter alia, during analysis, design and construction of engineering objects or systems for monitoring engineering structures are stored mainly in operational databases. Database systems utilized in the area of engineering are used almost exclusively for ongoing information processing. Their use for analytical purposes is limited to analyses entirely directed by the user (engineer). On the other hand, in many areas of management, pools of stored data are valued for their immense analytical potential, and their automated exploration is successfully conducted, yielding new knowledge (bringing out extraordinary, hitherto unknown regularities). There is no reason to believe that such activities would not be feasible also in the area of engineering, where they would produce discoveries of new classifications, associations, or identification of sequences of events. Automated exploration of data often turns out to be the only way of looking for regularities in pools of data which are too large for a human being to analyze. The character of engineering projects (their high complexity, heterogeneity, and often the uniqueness of the problem situation) imposes specific restrictions on each phase of such analysis. This study explains conditions for use of exploratory data analysis in engineering projects, delineates the scope of activities which have to be undertaken on its consecutive stages, and presents tools enabling programmatic completion of such projects.

2

Knowledge discovery in data in construction projects

Szelka J., Wrona Z.

Archives of Civil Engineering

|

2016

|

Vol. 62, nr 2

217--228

EN

Decision-making processes, including the ones related to ill-structured problems, are of considerable significance in the area of construction projects. Computer-aided inference under such conditions requires the employment of specific methods and tools (non-algorithmic ones), the best recognized and successfully used in practice represented by expert systems. The knowledge indispensable for such systems to perform inference is most frequently acquired directly from experts (through a dialogue: a domain expert - a knowledge engineer) and from various source documents. Little is known, however, about the possibility of automating knowledge acquisition in this area and as a result, in practice it is scarcely ever used. lt has to be noted that in numerous areas of management more and more attention is paid to the issue of acquiring knowledge from available data. What is known and successfully employed in the practice of aiding the decision-making is the different methods and tools. The paper attempts to select methods for knowledge discovery in data and presents possible ways of representing the acquired knowledge as well as sample tools (including programming ones), allowing for the use of this knowledge in the area under consideration.

PL

Problemy decyzyjne w obszarze przedsięwzięć budowlanych charakteryzują się w wielu przypadkach słabym poziomem ustrukturyzowania. W procesie wnioskowania stosuje się wówczas często metody heurystyczne. Wśród nich szczególne znaczenie należy przypisać wnioskowaniu eksperckiemu. Informatyczne wspomaganie tych przedsięwzięć jest realizowane przy użyciu systemów ekspertowych. Jednym z ważniejszych czynników warunkujących skuteczność wnioskowania jest jakość wiedzy, wykorzystywanej do wypracowania decyzji. Przedsięwzięcie pozyskiwania wiedzy od ekspertów dziedzinowych zaliczane jest do najbardziej pracochłonnych i kosztownych etapów tworzenia bazy wiedzy. Znaczny poziom złożoności procesów związanych z akwizycją wiedzy eksperckiej w obszarze przedsięwzięć budowlanych, jej czasochłonność i duże koszty stały się przesłanką do poszukiwania innych możliwości w zakresie pozyskiwania wiedzy (w tym – automatyzacji pozyskiwania wiedzy).

3

Wykorzystanie innowacyjnych baz danych do wspomagania przedsięwzięć inżynieryjnych w sytuacjach kryzysowych

Szelka J., Wrona Z.

Logistyka

|

2014

|

nr 5

1527-1534

PL

Przedsięwzięcia inżynieryjne często dotyczą sytuacji nietypowych, obarczonych dodatkowymi uwarunkowaniami i ograniczeniami. Racjonalny dobór informatycznych rozwiązań wspomagających te przedsięwzięcia wymaga wnikliwej oceny możliwych do wykorzystania technologii. Obszarem przedsięwzięć inżynierskich, w którym dobór technologii informatycznych, zarówno w zakresie zasobów informacyjnych, jak i produktów programistycznych, zarządzających tymi zasobami, wydaje się mięć szczególnie znaczenie w wypracowaniu racjonalnych rozwiązań, jest obszar przedsięwzięć o charakterze anlityczno-decyzyjnym. Niezwykle użyteczne do ich wspomagania okazują się systemy regułowe (eksperckie), które muszą być jednak wspierane technologiami tradycyjnych baz danych, ze względu na znaczne ilości potrzebnych danych ewidencyjnych. Do wspomagania przedsięwzięć inżynieryjnych o charakterze analityczno-decyzyjnym można zaproponować innowacyjne technologie baz danych, oferujące zarówno typowe, rozbudowane możliwości ewidencyjne, jak i niespotykane dotychczas w bazach danych własności regułowe. Tego typu technologie, określane mianem aktywnych baz danych można z powodzeniem wykorzystać w takich obszarach przedsięwzięć inżynieryjnych, jak dobór konstrukcji mostów czy monitoring obiektów inżynieryjnych. Przedsięwzięcia takie, były dotychczas wspomagane przez różne, niejednorodne rozwiązania informatyczne, co zwykle znacząco komplikuje proces wspomagania i może ujemnie wpływać na skuteczność końcowego efektu.

EN

Engineering projects frequently concern atypical situations, limited by additional conditions and constraints. A rational selection of IT solutions aiding such projects requires a thorough assessment of technologies that might potentially be employed. One area of engineering projects where a selection of appropriate information technologies, namely information resources and programming products managing those resources, seems to be of particular significance in working out rational solutions is the area of analytical and decision-making tasks. The systems that appear to be most effective in supporting engineering projects are rule-based (expert) systems, which must, however, be aided with traditional database technologies, due to substantial volumes of recording data required. In order to assist engineering projects of analytical and decision-making nature, one may propose, though, innovative database technologies, offering both typical and elaborate recording capabilities as well as rule-based properties, which are a novelty in databases. It seems that such technologies, referred to as active databases, may well be employed in such areas of engineering projects as a selection of bridge structures or engineering facilities monitoring, examples. Such projects, owing to their nature, so far have been aided by various, heterogeneous IT solutions, which normally complicates the aiding process and may have a negative impact on the effectiveness of the final effect.

4

Wnioskowanie w systemach z wiedzą niepełną w przedsięwzięciach inżynieryjnych

Szelka J., Wrona Z.

Budownictwo i Architektura

|

2014

|

Vol. 13, nr 4

407--415

PL

Rozwiązanie sytuacji problemowej w obszarze przedsięwzięć inżynieryjnych wymaga często wykorzystania metod heurystycznych. W procesie wnioskowania zazwyczaj wykorzystuje się typowe, charakteryzujące się znaczną dostępnością, narzędzia reprezentacji i przetwarzania wiedzy – regułowe systemy ekspertowe. Do istotnych ograniczeń tego typu systemów należy jednak zaliczyć możliwość wnioskowania jedynie w tych przypadkach, dla których wiedza o sytuacji problemowej jest kompletna. Warunek ten nie zawsze udaje się spełnić, a szczególnie trudne staje się to w sytuacjach kryzysowych, często nietypowych i obarczonych dodatkowymi ograniczeniami. Choć wypracowano wiele różnorodnych rozwiązań pozwalających na skuteczne wnioskowanie w warunkach niepełnej wiedzy, to dotychczasowe przypadki ich wykorzystania w procesach wnioskowania inżynierskiego należy uznać za nieliczne. Zasadną wydaje się próba oceny możliwości zastosowania tego typu rozwiązań w przedsięwzięciach inżynieryjnych, w kontekście specyfiki tych przedsięwzięć.

EN

A substantial number of engineering problems can be qualified as heuristic ones. Inference processes, allowing for their solution, are most frequently performed with rule-based expert systems. Such systems, however, are significantly limited by their possibility of inference only if complete knowledge is possessed, which is not always the case in practice (in particular in crisis situations). It is then indispensable to employ other methods and tools. Given the specificity of engineering projects, it seems that case-based reasoning (CBR) is an appropriate solution in this respect. In conjunction with rule-based inference mechanisms, it may constitute a complementary solution, allowing for efficient inference in problem situations in which the level of knowledge completeness varies.

5

Wykorzystanie rozmytych baz danych i baz wiedzy do wspomagania przedsięwzięć inżynieryjnych

Szelka J., Wrona Z.

Drogi : budownictwo infrastrukturalne

|

2013

|

Nr 10 (21)

45--49

PL

Przedstawiamy opracowanie na temat możliwości i ograniczeń wykorzystania technologii informatycznych w przebiegu przedsięwzięć inżynieryjnych. Klasyczne bazy danych nie są bowiem w stanie odzwierciedlić powszechnie występującej w przedsięwzięciach inżynieryjnych niepewności czy niejednoznaczności zasobów informacyjnych.

EN

The IT tools that are widely used for aiding information and decision making tasks in engineering activities include classic database systems, and in the case of problems with poorly-recognised structure -systems with knowledge bases. The uniqueness of these categories of systems allows, however, neither to represent the approximate or imprecise nature of available data or knowledge nor to process fuzzy data. Since so far there have been no solutions related to the use of fuzzy databases or fuzzy knowledge bases in engineering projects, it seems necessary to make an attempt to assess the possible employment of these technologies to aid analytical and decision-making processes.

6

Wykorzystanie rozmytych baz danych i baz wiedzy do wspomagania przedsięwzięć inżynieryjnych

Szelka J., Wrona Z.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 1

69--76

PL

Skuteczność i efektywność informatycznego wspomagania przedsięwzięć inżynieryjnych może być w znacznej mierze uzależniona od właściwej reprezentacji danych bądź wiedzy i możliwości przetwarzania dostępnych zasobów informacyjnych. Wykorzystywane powszechnie do informatycznego wspomagania przedsięwzięć informacyjno-decyzyjnych klasyczne systemy baz danych i coraz częściej, systemy z bazami wiedzy nie umożliwiają odzwierciedlania powszechnie występującej w przedsięwzięciach inżynieryjnych niepewności, czy niejednoznaczności zasobów informacyjnych. Poszukiwanie rozwiązań informatycznych będących w stanie przetwarzać dane przybliżone skłania do rozpatrzenia możliwości wykorzystania logiki wielowartościowej, a w szczególności logiki rozmytej w modelowaniu danych oraz wiedzy, jak również w procesach przetwarzania zasobów informacyjnych. Dotychczasowy brak rozwiązań w zakresie wykorzystania rozmytych baz danych oraz rozmytych baz wiedzy w obszarze przedsięwzięć inżynieryjnych stanowi przesłankę do podjęcia próby oceny możliwości zastosowania tych technologii do wspomagania procesów informacyjno-decyzyjnych oraz związanych z tym ograniczeń.

EN

The IT tools that are widely used for aiding information and decisionmaking tasks in engineering activities include classic database systems, and in the case of problems with poorly-recognised structure – systems with knowledge bases. The uniqueness of these categories of systems allows, however, neither to represent the approximate or imprecise nature of available data or knowledge nor to process fuzzy data. Since so far there have been no solutions related to the use of fuzzy databases or fuzzy knowledge bases in engineering projects, it seems necessary to make an attempt to assess the possible employment of these technologies to aid analytical and decision-making processes.

7

Wykorzystanie innowacyjnych technologii baz danych do wspomagania przedsięwzięć inżynieryjnych

Szelka J., Wrona Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 3/III

283-290

PL

Przedsięwzięcia inżynieryjne o charakterze informacyjno-decyzyjnym, ze względu na swoją złożoność i niejednorodność, są zazwyczaj związane z koniecznością dostępu do rozbudowanych zasobów danych (czasem wiedzy) oraz odpowiednich narzędzi informatycznych, zapewniających sprawne zarządzanie tymi zasobami. Jedynymi, stosowanymi w praktyce inżynierskiej rozwiązaniami informatycznego wspomagania takich procesów są systemy relacyjnych baz danych lub systemy z bazami wiedzy. Jednakże, w przypadku wielu przedsięwzięć inżynieryjnych, związanych np. z monitorowaniem, czy diagnostyką stanu obiektów drogowych, możliwości wykorzystania tych technologii należy uznać za bardzo ograniczone. Wynika to ze „statycznego” charakteru zasobów przechowywanych w strukturach tradycyjnych baz danych. Można jednak podjąć próbę wykorzystania w tego typu przedsięwzięciach innowacyjnych, specjalistycznych technologii informacyjnych, do których zaliczane są m.in.: aktywne, temporalne oraz strumieniowe bazy danych. Zasadna wydaje się próba analizy użyteczności tych nowoczesnych, a nie stosowanych dotychczas w przedsięwzięciach inżynieryjnych rozwiązań, zwłaszcza w przypadkach wymagających informacyjnego odzwierciedlania dynamiki zjawisk lub stanów, która musi być uwzględniana w procesach analityczno-decyzyjnych.

EN

Complex engineering projects involving information-collection and decision-making processes require access to extended databases and IT tools. The only IT systems used to support such processes are relational and knowledge databases. However, in the event of numerous engineering projects related to monitoring road facilities, the capabilities of those systems are limited. This results from the “static” character of data stored in traditional databases. It could be possible to employ innovative IT technologies including active, temporal and streaming databases. The effectiveness of these solutions, which are modern but not widely used in engineering projects should be evaluated, particularly in cases involving state and phenomenon dynamics, which must be taken into consideration in analytical and decision-making processes.

8

Hybrydowe systemy analityczno-decyzyjne jako nowe narzędzie informatycznego wspomagania działań inżynieryjnych

Szelko J., Wrona Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2011

|

z. 58, nr 3/III

281-288

PL

Złożoność, wieloetapowość oraz niejednorodność przedsięwzięć inżynieryjnych wiąże się z trudnościami w doborze narzędzi informatycznych, umożliwiających ich racjonalne wspomaganie. Brak zgodności informacyjnej i funkcjonalnej poszczególnych aplikacji, wykorzystywanych do wspomagania kolejnych etapów złożonego przedsięwzięcia sprawia, że spójna realizacja takiego procesu jest albo znacznie utrudniona albo wręcz niemożliwa. Istotna zatem wydaje się próba dokonania oceny możliwości wykorzystania do tego celu zintegrowanych aplikacji o charakterze hybrydowym. Wykorzystywane są one z powodzeniem do wspomagania złożonych, niejednorodnych przedsięwzięć o charakterze biznesowym, a ich specyfIka i znaczny zakres potencjalnych zastosowań umożliwia ich wykorzystanie również w zakresie problemów inżynieryjnych, oferując przy tym spójność informacyjną i funkcjonalną całego przedsięwzięcia.

EN

Engineering tasks, such as the ones presented in the article related to civil engineering, examined in the informational and decision-making context, are frequently complex, multi-stage and heterogeneous in nature. This leads to difficulties when selecting IT tools that enable their support. No informational or functional conformity of particular applications used to support the subsequent stages of a complex task makes the coherent realization of such a process considerably harder or even impossible. Support of numerous homogenous engineering tasks is provided with the use of technologies that have been adopted from other management areas, mainly dedicated to business operations. This is what one should also do with complex and heterogeneous engineering problems. It seems rational that integrated applications that allow one to solve both algorithmic problems and heuristic ones should be employed. Integrated hybrid systems ensure continuity of support for complex, multi-stage engineering problems, at the same time offering informational and functional coherence of the whole task.

9

Application of analytic databases to support decision making in structural engineering

Szelka J., Wrona Z.

Archives of Civil Engineering

|

2010

|

Vol. 56, nr 2

173-192

EN

Decision making problems encountered in structural engineering are generally multi-stage operations of a considerable degree of complexity. It is essential that such analyses are conducted by advanced information resources and complex relationships between data objects. Advanced information resources require, however, advanced information operations including data gathering, storing, processing and distribution. In order to handle the information complexity, it is vital to apply a systems approach. This approach can be used to describe structures and functions of engineering systems, as well as develop information and functional models of database systems with the aim of performing the most appropriate information-decision processes. It is also important that suitable software tools are applied. One of the most common information solutions used in various areas of management, including structural engineering, is a database system enabling efficient organization and processing of data. Information resources are stored in a database using two-dimensional tables linked by relationships. Data structures are optimized for processing current (transactional) data. Data handling is performed by using algorithmic applications referred to as database management systems. Database systems are applied to support a majority of information and information-decision tasks. Their suitability to support decision making processes, particularly analyses, is considered to be limited, which is mainly due to little information and functional flexibility. The insufficient flexibility of information systems may cause various data formats, especially those from external systems, and "rigid" data structures, which need to be defined as early as at the system design stage, not accepted. Similar limitations are reported for a functional system, the use of which is strictly defined, e.g. data search or aggregation. It has been necessary to develop a new concept of a database system so that the expectations of various areas of data management, whether related to business or engineering, can be met. Databases are now optimized with a view to perform complex analyses, and not only support current, transactional operations. Multidimensional database structures and the corresponding tools for data processing make it possible to use different data sources, and create advanced aggregates and queries, whose forms do not need to be defined at the system design stage. It can be assumed that since analytic processes required for structural engineering projects are similar in structure to those performed in the area of business, the solutions concerning analytic databases can be the same. The multidimensionality of data structures, applicability of external sources, such as GIS or historical data, may contribute to a considerable increase in the efficiency and effectiveness of analytic processes in the area of structural engineering.

PL

Zagadnienia decyzyjne z obszaru budownictwa lądowego należą do przedsięwzięć wieloetapowych, o znacznym stopniu skomplikowania. Złożoność ta wynika z konieczności uwzględniania w procesach analizy rozbudowanych zasobów informacyjnych oraz skomplikowanych relacji między obiektami informacyjnymi. Poziom skomplikowania zasobów informacyjnych niesie za sobą złożoność procesów informacyjnych, obejmujących: gromadzenie, przechowywanie, przetwarzanie i dystrybucję informacji. Warunkiem uporania się ze złożonością informacyjną jest wykorzystanie do opisu budowy lub funkcjonowania systemów inżynieryjnych podejścia systemowego. Tworzone w oparciu o to podejście modele informacyjne i funkcjonalne systemu pozwalają na dobór najbardziej odpowiednich do realizacji procesów informacyjno-decyzyjnych, struktur danych. Dodatkowym wymogiem sprawnej realizacji tych procesów jest zastosowanie odpowiednich narzędzi ich komputerowego wspomagania. Spośród dostępnych rozwiązań informatycznych, umożliwiających zarówno organizowanie informacji, jak i ich przetwarzanie, przy wykorzystaniu podejścia systemowego, do najczęściej wykorzystywanych w różnych obszarach zarządzania, także w budownictwie lądowym, należą systemy baz danych. Zasoby informacyjne przechowywane są w bazie danych w oparciu o dwuwymiarowe tabele powiązane relacjami. Struktury danych są optymalizowane pod kątem bieżącego (transakcyjnego) przetwarzania informacji. Przetwarzanie danych realizowane jest przez algorytmiczne aplikacje, określane mianem systemów zarządzania bazą danych. Systemy baz danych wykorzystuje się powszechnie do wspomagania zdecydowanej większości przedsięwzięć informacyjnych oraz informacyjno-decyzyjnych o charakterze operacyjnym. Ich przydatność do wspomagania procesów decyzyjnych, a zwłaszcza analiz należy jednak uznać za ograniczoną, głównie ze względu na małą elastyczność informacyjną i funkcjonalną tego typu systemów. W obszarze informacyjnym, mała elastyczność przejawia się trudnościami w akceptowaniu różnorodnych formatów danych (zwłaszcza z systemów zewnętrznych) oraz "sztywnymi" strukturami danych, które muszą być definiowane już w procesie projektowania systemu. Podobne ograniczenia można wskazać w odniesieniu do zakresu funkcjonalnego systemu, który jest ściśle określony, np. w zakresie wyszukiwania, czy agregacji danych. Podobne problemy, występujące także w innych obszarach zarządzania, a zwłaszcza w przypadku analiz biznesowych, stały się bodźcem do podjęcia działań zmierzających do opracowania nowej koncepcji systemów baz danych. Zasadnicza różnica polega na optymalizowaniu bazy danych nie pod kątem działań bieżących (transakcyjnych), ale pod kątem analiz. Zaproponowano wielowymiarowe struktury baz danych oraz sprawne narzędzia ich przetwarzania, umożliwiające wykorzystywanie różnorodnych źródeł danych, tworzenie złożonych agregatów oraz złożonych zapytań, których postaci nie muszą być zdefiniowane w fazie projektu systemu. Wydaje się, że uwzględniając podobieństwo struktury procesów analitycznych, występujących w obszarze budownictwa lądowego (czy szerzej - w obszarze inżynierii lądowej) do tych, które występują w innych obszarach zarządzania (np. w obszarze działań biznesowych), można dokonać próby zaadoptowania rozwiązań w zakresie analitycznych baz danych do wspomagania rozwiązania przedsięwzięć analitycznych w obszarze inżynierii. Wielowymiarowość struktur danych, możliwość wykorzystywania źródeł zewnętrznych, takich jak bazy danych GIS czy danych historycznych mogą w znaczny sposób zwiększyć skuteczność a także efektywność procesów analitycznych w obszarze budownictwa lądowego.

10

Projektowanie obiektów inżynieryjnych w ujęciu systemowym

Szelka J., Wrona Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej. Budownictwo Lądowe

|

2006

|

nr 59

231-238

EN

It seems that the complexity of engineering constructions makes a holistic approach, also referred to as systematic, the most appropriate one for their practical design. Unlike the analytical approach, which focuses on examining the components and their descriptions, a systematic approach concentrates on the interaction between components and the effects of this interaction. Each system, including an engineering one, can be examined in information categories. In the paper, an engineering object has been treated as a multi-channel converter of information. An information system as a connector between the areas of reality and abstraction has been shown. The schematic diagram presents information connections between an information system and a decision-making system. In addition, a typical process of knowledge acquisition used while creating a knowledge base of an expert system has been presented. Following the convention of the formalization of knowledge adopted by J. Martin and J. Odell, a classification of objects (phenomena, relations) taking place while constructing a bridge has been suggested. Taking into consideration the essential advantages of these notations, i.e. the possibility of using them to model both algorithmic and heuristic problems, the authors of the paper recognize that in order to apply the expert systems in the field of civil engineering it is necessary to define, first of all, authentic databases.