Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 633
Методика построения многоуровневой модели оценивания сложного объекта
Статья научная
Сокращение размерности модели, отражающей десятки разнообразных свойств сложного объекта, решается разбиением их на группы обобщённых свойств. Вместо опытного или экспертного подхода к формированию обобщённых свойств применён системный подход к формированию свойств верхнего уровня общности. Сущность подхода заключается в применении принципа проявления свойств объекта и его частей во взаимодействии с внешней средой. Предлагаемый способ выделения совокупности общих свойств сложного объекта применим не только к объектам разного назначения, но и разной природы (искусственной и естественной), что позволяет применять его к человеко-машинной системе. Для связывания свойств различных уровней общности применяется логико-лингвистический анализ понятий, соответствующих используемым показателям. Лингвистический анализ заключается в извлечении существенных признаков из определений понятий, а логический анализ - в определении родовидовой связи между существенными признаками сопоставляемых показателей. Предложенная методика демонстрируется на примере построения структуры показателей привязной высотной платформы на базе мультикоптера. Отмечается возможность получения частичных оценок платформы в отсутствие полноты характеризующих их показателей.
Бесплатно
Методологические атрибуты управления
Статья научная
Проанализирована дефиниция «методология» в контексте различных факторов, затрудняющих её адекватное понимание, среди которых авторы отмечают, что предмет науки управления часто рассматривается только в виде процесса деятельности, без процесса мышления. Представлено авторское определение методологии, которое увязывает учение об управлении мышлением и деятельностью на основе тесно взаимодействующих атрибутов. Показано, что методология аккумулирует и предлагает совокупность инструментов для решения задач и проблем в любой отрасли знаний, в том числе в сфере управления. Рассмотрены пять групп методологических инструментов: направляющие, созидающие, преобразующие, содержательные и оценочные в контексте конкретных условий для исследования, построения и оценки деятельности экономических систем типа «организация». Показана онтология науки управления, включающая совокупность атрибутов всех разделов науки управления (теории, методологии, технологии), а также основные атрибуты практики управленческой деятельности. Новым является подход к формированию разделов науки управления, содержательному наполнению этих разделов, а также к обоснованию их места в управлении применительно к деятельности различных типов систем в социальном и экономическом пространстве.
Бесплатно
Методы гранулирования нечѐтких временных рядов для анализа данных
Статья научная
Увеличение размерности данных, вызванное множеством гетерогенных временных рядов, обусловливает разработку эффективных способов их обработки и сжатия. В данной статье рассмотрен подход к сжатию данных, представленных в виде временных рядов, основанный на гранулировании с использованием методов нечѐткой логики. Проведѐн анализ среднесуточной температуры в Республике Татарстан в период метеонаблюдений с 1881 по 2024 годы. Гранулирование позволило значительно сжать объѐм данных. Для преобразования исходных числовых данных в информационные гранулы использовано нечѐткое резюмирование, которое позволило осуществить автоматическую генерацию гранулярного описания поведения временного ряда. Резюмирование результатов состояния временного ряда, полученных при анализе, выполнено с помощью методов нечѐткой логики, включающих набор правил, функции принадлежности для каждого временного сезона, интервальные лингвистические переменные и программный модуль логического вывода (дефаззификации). Применение предложенных методов в рассмотренном примере позволило сократить объѐм данных с 52534 до 7504 точек (коэффициент сжатия ~85%). Разработанные методы могут быть использованы для анализа больших объѐмов данных в различных прикладных областях.
Бесплатно
Методы защиты метаданных в формате XML
Статья научная
В статье рассматривается защита метаданных, представленных в формате XML и родственных языков. При этом данные о предметной области упорядочиваются с применением онтологических методов. Предложена трёхкомпонентная онтологическая модель системы защиты данных на основе онтологических представлений данных о предметной области в части защищаемых данных и потенциальных угроз. Разработан шаблон классификации данных, который позволяет детализировать соответствующие классы, вносить конкретные элементы данных и отсекать неиспользуемые классы или их подклассы. На основе онтологических представлений защищаемых данных и актуальных угроз в соответствии с политикой безопасности строится онтологическая модель средств защиты, реализуемых в разрабатываемой системе. Обсуждены языки описания метаданных. Для защиты XML-документа предлагается использовать методы обфускации и текстовой стеганографии. Предложен алгоритм модифицированного метода обфускации со случайной выборкой части кода. Построена блок-схема алгоритма, пригодного для проектирования средств защиты метаданных. Пояснен отказ от использования в данном случае документа XML в роли стегоконтейнера. Разработаны рекомендации по способу и последовательности применения онтологических методов защиты метаданных. Приводится описание особенностей применения методов обфускации и текстовой стеганографии.
Бесплатно
Методы и модели анализа научной деятельности
Статья научная
Статья посвящена описанию методов анализа научной деятельности и созданных на их основе инструментов для принятия обоснованных решений на всех уровнях управления в научной сфере – от отдельных исследователей до руководителей научных организаций. Проведѐн обзор отечественных и зарубежных исследований в области наукометрии, выявлены основные тенденции, а также обозначены пробелы, на устранение которых направлен проект ИПУ РАН по созданию информационной системы анализа научной деятельности. Проект включает разработку моделей, методов и алгоритмов анализа научной деятельности учѐных, организаций, журналов, конференций в области теории управления на основе данных о публикациях. Эта задача решается с помощью междисциплинарного подхода, включающего сетевой анализ, онтологическое проектирование, методы анализа больших данных и машинного обучения, оптимизации. В основе разработанной системы лежит онтология научного знания в теории управления, основные принципы создания и структура которой описаны в статье. В сочетании с технологическими возможностями этой системы представленная онтология позволяет обеспечить высокий уровень детализации анализа, недоступный в других наукометрических системах (Web of Science, Scopus, РИНЦ и др.). Показано, что принципы создания и структура разработанной онтологии переносимы на другие области исследований. Рассмотрены современные методы сбора и представления данных, методы сетевого анализа и анализа содержания научных текстов. Представлены основные подходы, методы и модели анализа научной деятельности, рассмотрено применение этих методов в разработанной информационной системе.
Бесплатно
Статья научная
Анализируется проблема многоуровневого управления ресурсами крупных предприятий и связанные с ней ограничения каскадного подхода, реализуемого в современных автоматизированных системах управления. Отмечается, что каскадный подход приводит к задержкам в процессах управления, росту сложности управления и значительным расхождениям между планами на разных уровнях управления, срывам сроков и выходу за бюджеты заказов. Предлагается распределённый подход, который предполагает создание автономных интеллектуальных систем управления ресурсами подразделений, формирующих стратегические планы и ведущих оперативное управление; сетевое сопряжённое взаимодействие указанных систем для согласования и синхронизации планов по событиям, поступающим в реальном времени. Разработан метод создания распределённых автономных систем управления ресурсами предприятий. Показана возможность реализации подхода в рамках цифровой экосистемы на базе сетецентрической платформы с вертикально-горизонтальными взаимодействиями указанных систем. Представлены результаты разработки и внедрения подхода на промышленных предприятиях по проектированию, производству и эксплуатации высокотехнологической продукции, требующей раздельного позаказного планирования и учёта. Обсуждаются перспективы развития подхода для формирования цифровых двойников отраслевых цепочек кооперации предприятий.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен автоматизированный экспертный подход к извлечению терминологических структур из монографий. Постулируется, что содержание предметной области целиком отражается в некоторой монографии, это позволяет извлекать и анализировать терминологические структуры без использования заранее подготовленного корпуса специализированных текстов предметной области. В рамках подхода рассмотрена процедура итеративного извлечения и анализа терминологических структур, регулирующая работу эксперта с монографией и позволяющая ему контролировать процесс. Предложены методы сравнительного анализа терминологических структур двух смежных предметных областей. Возможности разработанного подхода продемонстрированы на примере общей методологии и методологии комплексной деятельности.
Бесплатно
Метрики сложной детерминированной системы
Статья научная
Статья посвящена исследованию сложных детерминированных систем. Даётся анализ понятия сложной системы, применяемой при рассмотрении разных проблем и явлений. Показано, что классические определения сложных систем не учитывают количество элементов и ёмкость формального описания сложной системы. Рассмотрено описание сложных систем, предложенное Г. Ржевским, которое не включает закрытые и детерминированные системы. Показано, что теория сложных систем, которую развивает Хироки Саяма, является более общей по отношению к теории систем Берталанфи и Месаровича. Авторы анализируют метрики Холстеда, применяемые в области программного обеспечения, и доказывают их ограниченную применимость к описанию сложных детерминированных систем. Вводится понятие формального описания сложной детерминированной системы. Для дифференциации сложных систем по количеству элементов и содержательности вводятся три метрики сложной детерминированной системы. Даётся описание и обоснование этих понятий. Раскрывается основная проблема описания сложных детерминированных систем - нахождение баланса между простотой описания модели системы и сохранением существенных характеристик сложности системы.
Бесплатно
Механизмы принятия оптимальных решений в управлении развитием "умного города"
Статья научная
Устойчивое развитие городов должно происходить на основе инновационных, в первую очередь инфокоммуникационных, технологий. Эти технологии должны использоваться наиболее эффективным образом, причём население должно иметь необходимые «умные» компетенции и инструментарий, чтобы полноценно участвовать в принятии всех необходимых решений. В статье предлагаются соответствующие методология и математический аппарат для принятия сложных решений, основанные на методах системного анализа, математического и компьютерного моделирования, многокритериальной оптимизации. Разработаны: организационно-методическая процедура моделирования, оптимизации и согласования решений; математическая модель согласования интересов различных заинтересованных групп при принятии решений о развитии города; основные проектные решения по созданию городского портала, обеспечивающего непосредственное участие населения в согласованном принятии решений. В основе предложенного подхода - метод универсальных коэффициентов, позволяющий различным заинтересованным группам в удобной для них форме наиболее полно представлять собственные предпочтения и предвидеть последствия принимаемых решений. Разработанная математическая модель принятия решений в рамках концепции «умного города» носит оптимизационный характер и позволяет на основе введённых в неё отдельных мероприятий формировать согласованный план развития «умного города».
Бесплатно
Мечты студентов как составляющая проектирования будущего страны
Статья научная
В статье анализируются результаты проведенного социологического опроса студентов Самарского университета. Цель опроса - изучить мечты студенческой молодежи, выявить индивидуальные мечты, образ коллективной мечты студенческой молодежи. Тема актуальна, потому что то, о чём в настоящее время мечтают студенты, многие из них будут воплощать в реальность по окончании ВУЗа. Результаты исследования показали, что большинство студентов мечтает заниматься любимым делом, создать хорошую семью и иметь возможность путешествовать по миру. При этом ценность богатства для российских студентов значительно ниже, чем для американских студентов. Готовы самостоятельно, без посторонней помощи реализовывать свои мечты около 60% студентов, но предпринимают конкретные шаги в этом направлении (обладают необходимой силой воли, ежедневно занимаются самообразованием и самосовершенствованием) не более 30% опрошенных. Образ жизни, который мечтают вести студенты, ориентирован не на производство, творчество, а на потребление и развлечение. Ни один студент не указал, что он мечтает изобрести, разработать, создать новый продукт. Для выявления перспектив будущего страны важную роль играет образ России в глазах молодежи. Для большинства опрошенных это неоднозначный герой: неуничтожимый воин-защитник, который, как Илья Муромец, дремлет до поры и просыпается, чтобы победить агрессора и зло, креативный, но не способный использовать плоды своего творчества.
Бесплатно
Статья научная
Предложена методология создания систем полуавтоматического проектирования изделий машиностроения с использованием технологий искусственного интеллекта. Методология основана на многоагентных методах создания баз знаний и пригодна для разработки систем проектирования и управления цифровых интеллектуальных производств. В качестве унифицированной модели агента предложена объект-функция с разбиением атрибутов на подмножество входных и выходных атрибутов метода агента. Объект-функция рассматривается как унифицированный модуль создания многоагентных систем. Предложены модели представления агента. Показано, что при таком представлении агент эквивалентен правилу-продукции, являющемуся модулем базы знаний. Наименования переменных модуля знаний должны выбираться из словаря, который может быть составлен с использованием различных естественных языков. Механизмы модулей знаний должны обеспечивать реализацию всех функций, которые могут потребоваться при формировании баз знаний. При использовании технологии экспертного программирования процесс формирования модулей знаний, их трансляции с получением на одном из традиционных языков объектных или исполняемых модулей и тестирования производятся как одна операция. После получения необходимого набора модулей производится генерация метода, использующего подмножество модулей знаний. Показано, что кооперативное решение комплексных задач обеспечивается системой агентов.
Бесплатно
Статья научная
Функциональная безопасность является латентной характеристикой аппаратно-программных комплексов (АПК) и объективно характеризуется удовлетворённостью потребителей поведением АПК. В работе рассматривается подход к решению задач, связанных с управлением проектом, на основе анализа динамических характеристик функциональной безопасности конфликтных ситуаций в системе управления проектом. Для анализа ситуаций, возникающих при управлении проектами создания АПК возможно использование моделей, известных как системные архетипы. Рассмотрены информационная сущность ситуаций и основы многоаспектного моделирования. Методическую основу исследований составляет сочетание динамических моделей параметров, характеризующих функциональную безопасность, и структурных моделей, соответствующих конфликтным ситуациям, возникающим при обеспечении требуемого уровня функциональной безопасности. Рассмотрены примеры многоаспектного моделирования ситуаций, где в качестве событий выступают проявления латентных дефектов. В результате исследований: определены информационные сущности ситуаций, предложены концептуальные основы многоаспектного моделирования ситуаций, возникающих при управлении функциональной безопасностью АПК, выделены базовые этапы построения системы структурных и динамических моделей ситуаций на разных стадиях жизненного цикла АПК. Полученные результаты могут быть использованы для принятия решений о целесообразности внесения изменений в структуру системы обеспечения функциональной безопасности АПК.
Бесплатно
Мобильное приложение для поиска оптимального маршрута в университетском городке
Статья научная
Рассмотрена задача разработки мобильного приложения для поиска оптимального маршрута в университетском городке. Математическую основу проектирования мобильного приложения составляет задача поиска кратчайшего пути в графе, вершинами которого являются учебные аудитории, лаборатории, библиотеки, кафедры, деканаты и т.п. в корпусах университета. Проведён анализ основных характеристик существующих на рынке мобильных приложений для пешей навигации, выявлены их достоинства и недостатки. Рассмотрены известные алгоритмы поиска кратчайшего пути в графе: алгоритм поиска в ширину, жадный алгоритм поиска кратчайшего пути, алгоритм Дейсктры. Для рассматриваемой задачи разработаны программная реализация и вспомогательный сервис по созданию карт и приведения их к формату, в котором автоматически создаётся граф для работы приложения. Новизна предложенной разработки заключается в возможности отображения, добавления и редактирования различных карт. Дальнейшее совершенствование разработанного мобильного приложения может быть осуществлено в направлении повышения точности навигации за счёт объединения алгоритмов поиска путей в графе, а также в переводе карт из 2D- в 3D-пространство. Результаты исследования могут быть использованы для поиска оптимальных маршрутов в других университетах.
Бесплатно
Мобильные обучающие системы и онтологии
Статья научная
В статье предлагается сценарий обучения и модель открытой архитектуры контекстно-зависимой системы мобильного обучения. Разрабатывается структура системы управления контентом на основе семантического веба. Структура системы управления контентом включает четыре основных элемента: онтологии метаданных, онтологии конкретной предметной области, которая описывает структуру индексации ресурсов, а также модели сценариев обучения и адаптивного выбора учебных ресурсов. При построении системы управления контентом предлагается использовать модель на основе вероятностных автоматов. Контекстно-зависимая система обучения должна уметь персонализировать наилучший стиль обучения. С этой целью предлагается использовать аппарат байесовских сетей и эволюционных вычислений.
Бесплатно
Статья научная
В работе дан обзор подходов к исследованию ошибок в спецификациях требований, выделены системообразующие факторы ошибок предпроектной стадии, предложена когнитивная карта ошибок предпроектной стадии, проведён анализ её адекватности. Отмечается важность дальнейшего развития построения формальных моделей процессов, в ходе реализации которых возникают ошибки. Процессам предотвращения дефектов в спецификациях внешнего облика поставлен в соответствие известный архетип «пределы роста» и показано, что существует предел возможностей по предупреждению дефектов, обусловленный как неопределённостью проблемной ситуации, так и компетентностью разработчиков требований. С использованием совокупности структурных моделей процессов предпроектной стадии разработки компонент информационно-вычислительных систем показано, что дефекты в спецификациях внешнего облика обусловлены как особенностями когнитивных моделей субъектов, причастных к формированию требований, так и организацией формирования требований.
Бесплатно
Модели и методы индивидуализации электронного обучения в контексте онтологического подхода
Статья научная
Рассматривается индивидуализация электронного обучения (ЭО) как совокупности процессов создания, развития, использования и утилизации цифрового контента и данных ЭО, описаны соответствующие онтологические модели и методы. Описан технологический стек для построения и реализации индивидуальных траекторий обучения, приведены примеры существующих систем, которые полностью или частично используют указанный стек технологий. Для эффективной обработки образовательных материалов и данных, формируемых системами управления обучением, предложена архитектура, позволяющая осуществить семантическое аннотирование и выделение в данных слоёв концептов различной степени абстракции. Эти слои включают: верхнеуровневые абстракции моделирования, общие концепты учебных материалов и образовательного процесса, специфические концепты для доступа и интеграции данных системы ЭО в терминах предметной области. Впервые в качестве формальной основы для индивидуализированного ЭО предложено использовать семантические модели, включающие аппарат векторных представлений графов знаний, который позволяет эффективно обрабатывать большие и сложные структуры данных, а также обладает гибкостью и выразительностью онтологического подхода. Последовательно рассмотрены основные аспекты, связанные с индивидуализацией в системах ЭО, в том числе: существующие технологии и онтологии для ЭО, моделирование индивидуальной траектории, семантическое аннотирование образовательных материалов, способы оценки знаний в индивидуализированном обучении, а также онтологическое моделирование когнитивного профиля обучаемого.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется потенциал и демонстрируется эффективность применения некоторых моделей и методов онтологического анализа данных в задаче структурного анализа и синтеза технических решений. В качестве рабочей методологии структурного проектирования рассматривается морфологический анализ и синтез компоновочных схем артефактов. Строится теоретико-множественная модель морфологического пространства решений для классической версии методологии, включающая функционально-структурные подсистемы проектируемого артефакта, варианты реализации этих подсистем и собственно потенциальные технические решения. Впервые в отличие от существующих версий такой формализации детально описываются отношения между сущностями предметной области морфологического анализа. Несовместимость вариантов реализации отдельно взятой функционально-структурной подсистемы проектируемого артефакта и ограниченную сочетаемость вариантов реализации различных функционально-структурных подсистем предлагается описывать в рамках единой модели, известной в онтологическом инжиниринге как «ограничения существования». Анализ одной из закономерностей, присущей этой модели, позволил строго обосновать распространенный в структурном проектировании подход к описанию ограниченной сочетаемости вариантов реализации различных функционально-структурных подсистем в форме запретов. Показываются преимущества использования ограничений существования для описания пространства решений, и строится «скелет» формальной онтологии предметной области морфологического анализа. Структурный синтез технического решения сопоставляется с методом семантической идентификации объекта, разработанным в рамках онтологического анализа данных для обработки неполной и противоречивой эмпирической информации о результатах измерения свойств объекта. Делается вывод о пригодности этого метода для решения задачи структурного синтеза при уточнении понятия «нормального» подмножества свойств и сведений об издержках и/или выгодах включения каждого отдельно взятого варианта реализации функционально-структурных подсистем проектируемого артефакта.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена актуальная проблема комплектования библиотечного фонда в условиях роста ассортимента изданий и ограниченного финансирования. В основу формирования заказа положено максимальное удовлетворение информационных потребностей пользователей библиотечных ресурсов. Предложен обобщѐнный подход, основанный на формализации отношения пользователей к удовлетворению информационных потребностей. Математическая модель комплектования библиотечного фонда сформулирована в виде оптимизационной задачи, которая отличается от существующих тем, что учѐт информационных потребностей пользователей осуществляется путѐм максимизации функции востребованности приобретаемых печатных изданий. Это позволяет повысить качество комплектования библиотечного фонда.
Бесплатно
Моделирование аргументации в научно-популярном дискурсе с использованием онтологий
Статья научная
Научно-популярный дискурс становится неотъемлемым элементом научной деятельности, так как выступает в качестве медиатора, обеспечивающего коммуникацию между научным сообществом и широкой аудиторией. Поэтому необходимо, чтобы тексты научно-популярных книг и статьи содержали аргументацию высокого качества. В связи с этим исследование аргументации, представленной в научно-популярной литературе, является актуальной задачей. В статье предложен подход к моделированию аргументации, используемой в научно-популярной литературе. Такое моделирование выполняется с использованием средств онтологии аргументации, основанной на формате AIF (Argument Interchange Format), принятом международным сообществом в качестве стандартной нотации для описания аргументов и аргументативных структур. Авторы дополнили эту онтологию средствами, необходимыми для моделирования аргументации, используемой в научно-популярном дискурсе. Новые средства позволяют моделировать целевую аудиторию и представлять содержание утверждений, входящих в аргументы. В терминах расширенной онтологии описываются общепризнанные и оригинальные схемы аргументации, их значимость для различных аудиторий, структура и составные части аргументов, а также могут представляться конкретные аргументы, извлечённые из исследуемых текстов, и их составные элементы. Онтология аргументации с такими свойствами описывается впервые. Данная онтология используется в качестве информационной модели программного комплекса, предназначенного для моделирования и анализа аргументации, используемой в научно-популярной литературе.
Бесплатно
Статья научная
Статья рассматривает проблему взаимосвязи понятий моделирования и абстракции. На основе логико-методологического анализа понятий модели, моделирования и абстракции, а также их взаимосвязей, устанавливается статус акта абстракции в процессе моделирования, а также вводится понятие абстрактности модели.
Бесплатно
