Pracownia Inteligentnych Systemów Wspomagania Decyzji

Historia Pracowni
Pracownia Inteligentnych Systemów Wspomagania Decyzji jest jednostką organizacyjną Katedry Informatyki na Wydziale Informatyki Zarządzania. Powstała po likwidacji z dniem 1 grudnia 2014 r. Instytutu Informatyki i po wyłonieniu się z niego trzech Katedr, w tym Katedry Informatyki. Pracownię tworzy część pracowników zlikwidowanego razem z Instytutem Informatyki Zakładu Inteligentnych Systemów Wspomagania Decyzji (ZISWD). Na powstanie Pracowni w obecnym kształcie miały wpływ zarówno kolejne przekształcenia organizacyjne, przeprowadzone w poprzednich kilkunastu latach, ale przede wszystkim zamiar zachowania ciągłości poprzez odwołanie się do dorobku różnych zespołów badawczych pracujących na Wydziałach Elektroniki oraz Informatyki i Zarządzania Politechniki Wrocławskiej i prowadzących badania naukowe oraz kształcących studentów w tematyce zbliżonej do aktualnej tematyki badawczej i dydaktycznej Pracowni. W dużym skrócie, historia, do której odwołujemy się w Pracowni, przedstawia się następująco. Jak już wspomniano, Pracownia wyłoniła się z Zakładu Inteligentnych Systemów Wspomagania Decyzji, który został utworzony 3 grudnia 2008 r. w wyniku zmian organizacyjnych przeprowadzonych na Wydziale Informatyki i Zarządzania, a w szczególności w rezultacie powołania z dniem 1 września 2008 r. Instytutu Informatyki na bazie Instytutu Informatyki Stosowanej i Instytutu Informatyki Technicznej. Z kolei działalność ZISWD odwoływała się do tradycji i dorobku dwóch zakładów: Zakładu Systemów Sterowania (ZSS) oraz Zakładu Modelowania i Identyfikacji (ZMiI). Początki ZSS, którego twórcą i wieloletnim kierownikiem aż do śmierci 12 marca r. 2006 był prof. Zdzisław Bubnicki – sięgają początków lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Przy często zmieniającym się składzie osobowym, ale przy stałym kierownictwie ZSS działał w różnych strukturach organizacyjnych, począwszy od Instytutu Cybernetyki Technicznej, a następnie Instytutu Sterowania i Techniki Systemów, prowadzących działalność jako instytuty międzywydziałowe na Wydziale Elektroniki oraz na Wydziale Informatyki i Zarządzania od samego początku jego istnienia. Następnie, po uporządkowaniu struktury organizacyjnej Uczelni w r. 1998, Instytut Sterowania i Techniki Systemów, w ramach którego nadal działał ZSS, organizacyjnie był już tylko związany z Wydziałem Informatyki i Zarządzania, a w r. 2004 zmienił nazwę na Instytut Informatyki Technicznej i działał do 31 sierpnia 2008 r. W latach 2006-2008 kierownikiem ZSS był prof. Jerzy Józefczyk. Aktywność badawcza pracowników ZSS w określonym długim okresie działania Zakładu charakteryzowała się dużą różnorodnością, nie była monotematyczna, ale koncentrowała się wokół szeroko pojętych teoretycznych i praktycznych zagadnień podejmowania decyzji i sterowania, m.in.: modelowania i identyfikacji, rozpoznawania, podejmowania decyzji w kompleksach operacji, wybranych zagadnień sterowania w zastosowaniu do sterowania systemami produkcyjnymi i komputerowymi, baz danych, sztucznej inteligencji i podstaw systemów ekspertowych, systemów z niepewną reprezentacją wiedzy. Pracownicy ZSS prowadzili zajęcia dydaktyczne przede wszystkim na Wydziałach Informatyki i Zarządzania oraz Elektroniki, ale także krótko na specjalności realizowanej na Wydziale Elektrycznym i pojedyncze przedmioty na innych wydziałach. Wielu pracowników, którzy przez różny okres czasu byli związani z ZSS, uzyskało tytuł profesora i pracuje w różnych jednostkach organizacyjnych Uczelni lub, po zakończeniu pracy w PWr, zajmuje wysokie stanowiska kierownicze w jednostkach gospodarczych. W połowie lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku z ZSS wyłonił się ZMiI, który działał do powstania ZISWD pod kierownictwem prof. Jerzego Świątka i prowadził działalność badawczą oraz dydaktyczną w zakresie modelowania i identyfikacji, rozpoznawania oraz wykorzystania metod sztucznej inteligencji, zwłaszcza sztucznych sieci neuronowych w różnych zastosowaniach, głównie w systemach biomedycznych.

Działalność bieżąca
W ramach określonych możliwości organizacyjnych i kadrowych członkowie Pracowni twórczo kontynuują i rozwijają działalność naukową, dydaktyczną oraz organizacyjną swoich poprzedników, pracujących w wymienionych zakładach – w kierunku rozwoju podstaw i zastosowań inteligentnych systemów wspomagania decyzji. Ważnym elementem wspomnianej i realizowanej kontynuacji, który znajduje odzwierciedlenie w pracach aktualnie prowadzonych oraz tych planowanych do wykonania, są: pomnażanie bogatego dorobku publikacyjnego, referowanie prac na najważniejszych konferencjach krajowych i międzynarodowych, prowadzenie i realizacja projektów badawczych, współpraca międzynarodowa.

Podstawowe problemy naukowe i badawcze

• Modelowanie obiektów podejmowania decyzji, w tym obiektów złożonych o różnej strukturze i z wykorzystaniem różnie formułowanej reprezentacji wiedzy.
• Podejmowanie decyzji dla systemów z elementami transportu i ruchu.
• Podejmowanie decyzji dla systemów złożonych o różnej strukturze oraz z różnie definiowanymi złożonymi wskaźnikami oceny jakości działania, w szczególności dla systemów niepewnych.
• Podstawy projektowania informatycznych systemów wspomagania decyzji.

Wykorzystywane metody badawcze

• Klasyczne metody opisu i analizy systemów w warunkach deterministycznych oraz wybrane metody opisu niepewności (m.in. relacyjna reprezentacja wiedzy, niepewność przedziałowa, rozkłady prawdopodobieństwa, zbiory rozmyte, zmienne niepewne).
• Wybrane metody optymalizacji systemów, w tym metody optymalizacji wielokryterialnej, metody algorytmicznej teorii gier, metody wyznaczania algorytmów aproksymacyjnych dla problemów optymalizacji dyskretnej.
• Podstawowe metody i techniki informacyjne w szczególności metody sztucznej inteligencji oraz metaheurystyki, (m.in. sztuczne sieci neuronowe oraz algorytmy ewolucyjne).

Główne obszary zastosowań prowadzonych prac naukowych i badawczych:

• Systemy i sieci komputerowe, w tym samozarządzające się sieci komputerowe oraz sieci komputerowe przyszłości.
• Złożone systemy wytwarzania, w tym systemy wielorobotowe.
• Sieci sensorów i systemy wbudowane.

Realizowane tematy badawcze
Członkowie Pracowni uczestniczyli w ostatnich latach lub uczestniczą w realizacji
następujących tematów badawczych:

• Inteligentny system szeregowania zadań produkcyjnych w warunkach niepewności przedziałowej.
• Platforma optymalizacji procesów biznesowych w zintegrowanych systemach informacyjnych.
• Inżynieria Internetu Przyszłości.
• Inteligentne metody przetwarzania danych i podejmowania decyzji oraz ich zastosowania techniczne i biomedyczne.
• Nowe algorytmy analizy i podejmowania decyzji oraz ich zastosowania techniczne i biomedyczne.
• Analiza i podejmowanie decyzji w systemach złożonych.

Dydaktyka
Członkowie Pracowni prowadzą zajęcia dydaktyczne na pierwszym i drugim stopniu studiów na kierunkach dydaktycznych Informatyka i Inżynieria Systemów, a także na studiach doktoranckich – z zakresu związanego z rozwijaną tematyką naukową i badawczą.

Laboratoria badawcze i dydaktyczne

1. Laboratorium Informatycznych Systemów Sterowania (s. 015a C3)
   Kierownik: dr inż. Donat Orski
   Sprzęt: sterowniki PLC Siemens i urządzenia powiązane.
   Oprogramowanie: oprogramowanie do sterowników PLC Siemens, m.in.: Logo Soft Comfort, Step 7 MicroWin, Step 7 TIA Portal, PC Access
   Zakres działania: wykorzystanie w dydaktyce i badaniach, m.in. do implementacji i analizy inteligentnych algorytmów sterowania, także w rozproszonych systemach sterowania opartych na sieciach przemysłowych AS-i oraz Profibus DP, w tym tworzenie, debuggowanie i symulacja programów sterowników PLC Siemens LOGO! z poziomu komputerów PC z systemem Windows
2. Laboratorium Inżynierii Systemów (s. 130 C6)
   Kierownik: dr inż. Dariusz Gąsior
   Oprogramowanie: zintegrowane środowisko HMI-SCADA Wonderware Development Studio, w tym InTouch; solver Lingo firmy Lindo Systems Inc.
   Zakres działania: tworzenie i uruchamianie aplikacji wizualizacyjnych (HMI) oraz nadzorujących procesy produkcyjne (SCADA), tworzenie modeli optymalizacyjnych i rozwiązywanie problemów optymalizacji.
3. Laboratorium Systemów Wspomagania Decyzji (s. 14 C3)
   Kierownik: dr inż. Maciej Hojda
   Sprzęt: dwukołowe roboty mobilne Epuck z silnikami różnicowymi oraz z mikrokontrolerem dsPIC; wraz z dodatkowym wyposażeniem.
   Oprogramowanie: środowisko do symulacji Webots.
   Zakres działania: realizacja i wspomaganie symulacji algorytmów sterowania ruchem robotów mobilnych.