Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 556
Необходимость и достаточность при агрегировании на основе неубывающих функций
Статья научная
В работе вводится понятие агрегирования показателей как отображение множества их значений в единственное числовое значение (агрегат) с помощью ограниченной, неубывающей и отличной от константы функции U ( X ). Введены понятия агрегирования по необходимости и достаточности и показано, что иных вариантов подобного агрегирования не существует. Исследованы свойства агрегирования по необходимости и достаточности. Введены понятия ценности и полезности подмножества показателей, как мер его необходимости и достаточности. Ценность связана с величиной снижения значения агрегата при минимизации показателей, входящих в соответствующее подмножество, полезность - со значением агрегата, когда эти показатели, и только они, принимают максимальное значение. Показано, что свойства агрегируемых систем, для каждого компонента которой существует агрегат, определяются, в том числе, законами агрегирования. Например, что каждая агрегируемая система имеет ядро - подмножество компонентов, функциональность которых определяет функциональность системы в целом.
Бесплатно
Нечёткий анализ формальных понятий при разработке онтологий
Статья научная
Анализ формальных понятий (АФП) - строгая математическая теория анализа данных, в которой отражен классический подход к понятию как к фундаментальному эпистемологическому элементу, определяемому объемом и содержанием. АФП пригоден для вывода формальных онтологий из экспериментальных данных, представляющих предметные области, и в этом смысле нечёткий АФП (НАФП) - адаптация метода к реальному характеру этой информации. Новым является исследование генезиса нечёткости формальных контекстов, что вызывает необходимость включения в орбиту вывода онтологий специальных этапов первичной обработки данных. Показано, что некоторые причины рассматриваемой нечёткости имманентны технологии порождения формального контекста из экспериментальных данных. Другие факторы этой нечёткости выявлены в ходе морфологического анализа базовой эмпирической структуры - таблицы «объекты-свойства». Показано, что интерпретация дополнительной информации возможна с помощью элементарных приёмов нечёткого вывода. С критических позиций проанализированы варианты применения НАФП для построения нечётких онтологий.
Бесплатно
О заблуждениях в современной логике
Статья научная
В статье обсуждается несостоятельность трёх «бесспорных» положений в современной логике: о противоречивости понятия «множество»; о безусловной необходимости аксиом в логике; о безошибочности силлогистики. Первое заблуждениеие преодолевается предложением использовать в основаниях логики алгебру множеств в том варианте, который изложен в книге Р. Куранта и Г. Роббинса «Что такое математика?». Второе заблуждениеие преодолевается с помощью вывода известных законов алгебры множеств, которые соответствуют законам классической логики, методом перебора вариантов. Третье заблуждениеие преодолевается построением математической модели полисиллогистики, в основе которой лежат законы алгебры множеств. Новизна предложенной модели рассуждений заключается в том, что в неё помимо посылок вводятся ограничения, нарушение которых свидетельствует о некорректности рассуждения. Данная модель позволяет расширить аналитические возможности логического анализа и выявлять некорректности традиционной силлогистики, к которым, в частности, относится признание «неправильными» модусами некоторых правильных рассуждений. Формулируются и обосновываются новые законы алгебры множеств: закон парадокса, условие непустого пересечения и закон существования.
Бесплатно
О качестве онтологических моделей
Статья научная
Обсуждаются факторы, влияющие на качество онтологических моделей. Формулируются общие требования к качеству моделей. Указывается зависимость качества модели от качества определений входящих в неё понятий. Формализуется роль познающего субъекта в треугольнике Фреге. Близость смысла слова обозначаемому образу создаёт синергетический эффект правильного понимания понятия. Отсюда следует важность преимущественного применения слов национального языка для обозначения понятий. Приводятся примеры ложно-ориентирующих терминов. Выполнен анализ онтологической модели качества систем с управлением. В качестве основного недостатка модели отмечена несовместимость узкодисциплинарных определений понятий в междисциплинарной модели. Предложены определения обобщающих понятий. На их основе разработана шкала активной устойчивости систем с управлением.
Бесплатно
О классе, классификации и систематизации
Статья научная
Рассмотрены определения понятия классификации в отечественных источниках. Обнаружены существенные различия в имеющихся трактовках, связанные с обозначением классификации, как процесса, так и его результата. Предложено именовать эти понятия разными терминами. Для устранения неточностей в определении классификации, её методов и связи с систематизацией знания предложено привлечь математические модели класса, классифицирования и системы. Рассматриваются модели формирования классов, используемые различными методами классифицирования объектов. Систематизированы свойства методов классифицирования и получаемых с их применением классификаций. Рассмотрен метод деления объёма понятий. На конкретном примере показана ошибка, допущенная в цитируемой работе за счёт неправильного выбора модели формирования класса. Рассмотрены индуктивные методы классифицирования объектов и метод архетипа. На основании анализа модели системы показывается соотношение классификации и систематизации, которое иллюстрируется на примере периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Уточнены понятия классификации.
Бесплатно
О машинном обучении, мифах о сильном искусственном интеллекте и о том, что такое понимание
Статья научная
В первой части статьи обсуждается книга американского учёного Э. Ларсона «Миф об искусственном интеллекте», которая посвящена разоблачению мифов об искусственном интеллекте. Эти мифы, история которых насчитывает более половины века, заключаются в том, что возникновение человекоподобного («сильного») искусственного интеллекта, а в дальнейшем и сверхинтеллекта якобы неизбежно, и оно произойдёт как бы само собой - в результате постепенной эволюции систем искусственного интеллекта. Критика этих мифов проводится в книге по двум направлениям: научному и социальному. Показано, что машинное обучение не ведёт к сильному искусственному интеллекту, а миф об искусственном интеллекте ослабляет веру в человеческий потенциал. Во второй части статьи рассматривается проблема понимания. Предлагается концепция когнитивной семантики, основанная на идеях Дж. Лакоффа, С. Пинкера, А. Дамасио и А. Сета. В частности отмечается, что: понимание - это интерпретация в терминах картины мира человека; картину мира строит наш мозг, и она структурируется через категоризацию опыта человека; значения (смыслы) формируются раньше, чем формируются понятийные структуры; в основе значений лежат биологические и социальные цели; в когнитивных процессах участвует не только мозг, но и тело, а понимание связано с действиями в среде, знания о которой содержатся в картине мира. В заключении статьи указываются тупики, трудности и опасности на пути к сильному искусственному интеллекту.
Бесплатно
О развитии подходов системной оценки безопасности при проектировании технических систем
Статья научная
Задача исследования заключается в разработке и развитии аналитических подходов для сравнительной оценки безопасности технических систем при осуществлении экспертной деятельности. Определены приоритетные направления подбора количественных демонстрационных показателей устройств и технологий, рекомендации для выбора стратегий экспертной работы при проведении экспертиз и экспертных оценок безопасности технических систем. Разработан фактологический подход для относительного (рейтингового) сравнения проектируемых, планируемых или применяемых технологий без использования экспериментальных данных при отсутствии эксплуатационного опыта. Показаны новые возможности для расширения экспертных оценок и анализа проектов оборудования и технологических решений. Их новизна заключается в применении подходов развивающейся концепции сэйфеометрики и состоит в использовании правдоподобных закономерностей для количественной оценки параметров, содержащихся в проектно-технической документации и характеризующих технические системы и комплексы. Данные для анализа могут быть подготовлены (собраны) экспертами или проектантами на основании требований и рекомендаций экспертов.
Бесплатно
Об онтологии видов задач и методов их решения
Статья научная
В статье развивается предложенный в ИПУ РАН вариант трансдисциплинарного подхода, ориентированного на выявление и систематизацию видов задач и методов их решения. Этот подход, отталкиваясь от задачи, как таковой, индуктивно восходит от понятия задачи через понятие единичного ко Всеобщему, далее позволяя дедуктивно выявить и систематизировать виды единичных, установив в этом построении место задач. Рассмотрена возможность выявления и систематизации видов задач, качественно различающихся по методам решения, исходя из порождающих эти задачи истоков. Представлена процедура выявления и систематизации ключевых видов задач, по которым разложимы любые иные задачи. В соответствии с процедурой разложения методы и свойства методов решения ключевых задач определяют методы и свойства методов решения комбинируемых на их основе задач. Согласованность предлагаемого пути систематизации с известными онтологическими построениями вытекает из индуктивно-дедуктивной процедуры отслеживания истоков происхождения понятий и положений, лежащих в основе различных онтологических построений. Это позволяет определить место этих построений в формируемой целостной картине видов единичных, видов задач и методов их решения. Раскрыты потенциальные возможности, открываемые на пути дальнейшего следования трансдисциплинарному подходу; обозначены направления дальнейших исследований, позволяющих в перспективе выработать предельно формализуемую технологию синтеза методов решения различных задач.
Бесплатно
Обеспечение актуальности знаний о бизнес-процессе предприятия на основе онтологической модели
Статья научная
Рассмотрена задача обеспечения актуальности знаний о бизнес-процессе предприятия на основе его онтологической модели. Устаревание моделей бизнес-процессов предприятия ведёт к необходимости перепроектирования решений по их автоматизации. Приведены подходы к решению задачи поддержания актуальности модели бизнес-процесса. Исследован нормативный базис бизнес-процесса предприятия на предмет его подобия моделям, разрабатываемым для решения задач по автоматизации, и сделан вывод о наличии у них общей основы. Это позволяет рассматривать нормативный базис как метамодель и сохранять данные с использованием лингвистических переменных. Рассмотрены онтологические модели, построенные по стандарту IDEF5 для наиболее распространённых нормативных документов бизнес-процесса. Выявлено, что одним из важнейших элементов управления промышленным предприятием и его бизнес-процессами является поддержание актуальности всех компонентов, включая ситуационно-онтологическую модель. Предложена методика интеграции онтологической модели в процесс актуализации нормативных документов предприятия, сохранения знаний о бизнес-процессе и извлечения их для формирования изменений к нормативным документам и к моделям, использующимся для автоматизации бизнес-процессов. Рассмотрен пример применения методики для планирования ремонта оборудования, осуществляемого вне основного плана работы.
Бесплатно
Статья научная
В индустриальных системах Интернета вещей объяснение аномалий может помочь выявить узкие места и способствовать оптимизации процессов. В статье предлагается подход к обнаружению аномалий при помощи автокодировщика и их объяснению на основе метода аддитивных объяснений Шепли. Результатом объяснения аномалий является предоставление набора признаков данных в индустриальных системах Интернета вещей, более всего повлиявших на обнаружение аномальных случаев. Новизна предложенного подхода заключается в способности определять вклад отдельных признаков для выбранных образцов данных и вычислять средний вклад для всей выборки в виде рейтинга признаков. Оценка предлагаемого подхода проводится на наборах данных индустриального Интернета вещей с различным количеством признаков и объёмом данных. Итоговая F -мера обнаружения аномалий достигает 88-93%, что превосходит рассмотренные в статье аналоги. Показано, как объяснимый искусственный интеллект может помочь раскрыть причины аномалий в отдельных образцах и в выборке данных. В качестве теоретической значимости предложенного подхода можно выделить то, что анализ аномалий помогает разобраться в работе интеллектуальных моделей обнаружения, позволяя выявлять факторы, влияющие на их выводы, и открывая ранее незамеченные закономерности. На практике предложенный метод может улучшить понимание текущих процессов для операторов систем безопасности, способствуя выявлению угроз и обнаружению ошибок в данных.
Бесплатно
Обобщённая онтологическая модель управления в концепции социо-киберфизической системы
Статья научная
Отличительной чертой современных сложных систем, именуемых киберфизическими системами, является совмещение объектов различной природы. По составу функций управления эти системы сравнялись с функциями управления человека-оператора, являющегося составным звеном социо- киберфизических систем. Эти обстоятельства потребовали обобщения понятий, употребляемых в сфере управления техническими и организационными объектами. Создание обобщённой системы понятий управления потребовало также уточнения связей между понятиями управления. В работе выполнен системный и лингвистический анализ ключевых понятий управления, сформулированных в сборнике рекомендуемых терминов. Определены четыре валентности глагола «управлять», необходимые для построения обобщённого определения понятия управление. Эти валентности составили базовую структуру онтологической модели определения управления. Она представлена в виде неоднородной семантической сети, в которую наряду с существенными признаками определения включены обобщённые свойства объекта и субъекта управления. Ими являются устойчивость и настойчивость соответственно. Обобщённые существенные признаки определения предложено рассматривать как переменные лингвистической формулы. При порождении из неё видового понятия управления такого, как управление качеством, выполняется означивание каждой переменной близким по смыслу термином соответствующей предметной области. Такой способ порождения видовых понятий управления обеспечивает системность и непротиворечивость их определений. Приняв определения базовых понятий предметной области за аксиомы, путём поэтапной конкретизации существенных признаков можно развернуть их в терминологическую систему предметной области.
Бесплатно
Объектно-ориентированная декомпозиция программной логики искусственных нейронных сетей
Статья научная
В статье описана декомпозиция логики программной реализации искусственных нейронных сетей с целью её последующей реализации в виде набора слабосвязанных доменных классов. Рассмотрены структурная и функциональная декомпозиция логики. Методика декомпозиции программной логики иллюстрируется UML-диаграммами. Приведено краткое описание практической реализации программной логики искусственной нейронной сети на языке C#, выполненной на основе объектно-ориентированного подхода. Подобная реализация использована при проектировании нейронных сетей различной конфигурации с целью их последующего обучения, эксплуатации, а также проведения экспериментов. Предлагаемое разделение программной логики между классами и обеспечение слабой связанности между ними упрощает процесс поиска ошибок в программном коде, делает код более управляемым, повышает продуктивность разработчика. Приведённые в статье примеры демонстрируют, как рациональная декомпозиция программной логики нейронной сети на семантически независимые между собой блоки в сочетании с применением концепции «Внедрение зависимостей», способствует большей структурированности кода. Новым результатом является применение объектно-ориентированной декомпозиции к программной логике нейронной сети, что позволило значительно упростить процесс проектирования программного кода. Приведён пример тестирования декомпозированной логики нейронной сети. Предлагаемый подход к декомпозиции программной логики искусственных нейронных сетей можно применить к широкому спектру различных нейронных сетей, таких, как конволюционные и деконволюционные сети, сети, содержащие одновременно конволюционные и полносвязаннные слои нейронов. При этом единообразие реализации сетей различных видов обуславливает упрощение их понимания, снижает трудовые затраты на сопровождение и развитие реализующего их кода.
Бесплатно
Онтогносеологический аспект проблемы конструктивной условности
Статья научная
Статья посвящена рассмотрению теоретических импликаций репрезентативной модели, рассматриваемой как со стороны её онтологических характеристик, так и в плане её соответствия релевантному коду эпистемологической идентичности. Развитие научно-технического прогресса вызывает к жизни техническую рациональность, которая характеризуется особым соотношением объективных предпосылок и субъективных ментальных аттитюдов. В статье рассматриваются факторы сущностного детерминизма, выявляющие закономерности функционирования репрезентативных моделей, формирующих поле технической рациональности. Вводится и обосновывается понятие технодинамического априоризма, характеризующего семантическую и логическую когерентность актом рефлексии технического сознания. Принцип технодинамического априоризма реализуется в репрезентативных моделях, базирующихся на идее операционального понимания возможностей человеческого разума.
Бесплатно
Онтологии в управлении образовательным процессом
Статья научная
В образовательных процессах ВУЗов онтологический подход используется в управлении учебными программами, для описания предметных областей программ учебных дисциплин, для оценки знаний учащихся. В статье рассматриваются способы использования онтологий в обучении и приводится пример онтологического подхода в управлении образовательным процессом. Выбрана область процесса «Подготовка к отчётному мероприятию» в рамках ведения научно-исследовательского семинара для студентов магистратуры. По результатам трёхлетнего эксперимента были предложены дополнения в исходную модель предметной области, связанную с сущностью «Преподаватель». Полученные изменения благоприятно сказываются на практике образовательного процесса как для преподавателя (повышение квалификации и мотивации), так и для студентов (повышение успеваемости и вовлечённости). Сформулированы выводы о полезности применения предложенного метода и его перспективах, о возможности расширить тематику исследования выполнением дальнейшего анализа образовательных процессов и использовать приведённые в статье результаты.
Бесплатно
Онтологии деятельности для ситуационного управления предприятиями в реальном времени
Статья научная
В работе предлагается подход к построению онтологий деятельности предприятий, интегрирую- щих знания из различных областей для построения концептуальных моделей, применимых для ситуационного управления ресурсами предприятий. В этих целях дается краткий обзор сущест- вующих подходов к созданию онтологий, проводится категориальный анализ характерных осо- бенностей деятельности предприятий, рассматривается «путь мастера» - эпистемиологический генезис знаний, выраженный цепочкой изобретений и открытий предметной области. Предлагает- ся инструментарий для работы с онтологиями деятельности, которые могут использоваться, на- пример, для распределения, планирования и оптимизации ресурсов предприятий и ряда других применений.
Бесплатно
