Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 530
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
Онтологии для разработки и генерации адаптивных пользовательских интерфейсов редакторов баз знаний
Статья научная
Рассматривается метод создания автоматически генерируемых адаптивных пользовательских интерфейсов редакторов баз знаний, построенных на основе онтологического подхода, с целью улучшения качества работы по формированию и редактированию баз знаний с учётом специфики предметной области, характеристик пользователя-эксперта и других параметров. Приведено описание концепции авторского подхода к генерации адаптивных интерфейсов используемых онтологий, баз знаний и моделей, как ключевых элементов предложенного подхода. В онтологии знаний о проектировании интерфейса вводятся новые абстрактные элементы, определяющие интерфейсные задачи без явного их визуального и функционального представления. Каждый абстрактный элемент этой онтологии имеет несколько вариантов представления - адаптаций абстрактных элементов. Онтология графических элементов пользовательского интерфейса определяет конкретное визуальное и функциональное представление абстрактных элементов в виде готовых повторно используемых таких элементов. База знаний о проектировании интерфейса содержит правила его формирования в зависимости от структуры онтологии предметной области, характеристик пользователя, требований удобства и простоты использования. Модель интерфейса описывает структуру сформированного адаптивного интерфейса в соответствии с внесёнными индивидуальными предпочтениями пользователя и другой дополнительной информацией. Все рассмотренные онтологии и базы знаний реализованы на платформе IACPaaS .
Бесплатно
Онтологии и персонификация профиля пользователя в рекомендующих системах третьего поколения
Статья научная
Рекомендующие системы третьего поколения сейчас находятся в самом начале своего развития. К рекомендующим системам третьего поколения относят системы, которые вырабатывают решения на основе семантических моделей интересов и предпочтений пользователя, принимают во внимание мотивацию и причины, которые побуждают конкретного пользователя предпочитать то или иное решение, а также учитывают семантику контекста, сопутствующего принятию решений. Иначе говоря, основным новшеством таких систем является их ориентация на семантические модели представления и использования знаний, в частности, знаний о персональном профиле пользователя. В настоящее время наиболее естественным и наиболее разработанным способом формализации семантических категорий, которые обычно используются человеком в процессах выработки решений, является онтология. По этой причине в современных и будущих системах, которые называют рекомендующими системами третьего поколения, онтология рассматривается в качестве общей структуры для представления разнообразных и разнотипных знаний. Примерами таких знаний являются, например, знания о персональном профиле пользователя, о контексте принятия решений, об эмоциональном состоянии пользователя при принятии решения и т.п. Данная работа посвящена обзору публикаций, которые рассматривают подходы и модели персонального профиля пользователя в контексте онтологий предметной области рекомендаций, а также варианты их использования в рекомендующих системах. Эти публикации фактически подготовили современный взгляд на онтологию как единую модель концептуализации и представления компонент знаний, используемых в рекомендующих системах.
Бесплатно
Онтологии как инструмент создания открытых мультиагентных систем управления ресурсами
Статья научная
В статье рассматривается использование онтологических моделей объектов планирования для сокращения трудоёмкости разработки и расширения возможностей по настройке мультиагентных систем управления ресурсами предприятий. В этих целях вводится базовая онтология планирования ресурсов, относительно независимая от предметной области, и даются примеры её расширения для управления ресурсами в различных прикладных сферах. В качестве центрального понятия предлагаемой онтологии планирования выделяется концепт «Задача», позволяющий формализовать требования к необходимым ресурсам, установить связи с предшествующими и последующими задачами, определить входные и выходные объекты каждой задачи. Показывается, что на основе этого концепта появляется возможность создать относительно универсального и легко настраиваемого программного агента задачи; на его базе в мультиагентной системе строится расписание как сеть потребностей и возможностей связанных между собой задач конкретного производства. На основе базовой онтологии и её прикладных расширений строится база знаний предприятия, содержащая его онтологическую модель, включающую экземпляры введённых классов понятий и отношений. Предложены расширения классов агентов сети потребностей и возможностей и разработан мультиагентный метод планирования ресурсов, использующий базу знаний предприятия. Приводится описание разработанного комплекса программных средств, с помощью которого осуществляется создание онтологии и базы знаний, а также планирование производства до уровня задач отдельных сотрудников. Обсуждаются перспективы развития предложенного подхода для создания онтологических «цифровых двойников» предприятий, применимых как в оперативном управлении, так и для моделирования процессов модернизации предприятий.
Бесплатно
Онтологии как смысловые модели
Статья научная
В статье излагается опыт смыслового моделирования реальности на основе онтологий. Предполагается, что онтологии пригодны для представления как формально-математических, так и содержательно-описательных (т.е. собственно смысловых) моделей. В качестве предпосылки для выбора базовых элементов онтологических спецификаций постулируется когнитивная способность субъектов моделирования различать в мире объекты («дискретные объекты») и обнаруживать связи между объектами. Поскольку отношения как совокупности связей делятся на свойства и ассоциации объектов, то моделирующими примитивами для онтологий оказываются свойства и классы объектов. Ассоциативные отношения, элементы операционного базиса и аксиомы моделируемой предметной области фиксируются при определении специальных свойств объектов. Анализируется общая схема использования онтологических моделей, констатируется ее органичная ориентация на интеграцию разнородных знаний и очерчиваются необходимые для этого механизмы управления моделями.
Бесплатно
Статья научная
Обоснована актуальность и сформулированы предложения по созданию онтологий научно-технологического прогнозирования в области обороны и безопасности государства на основе методологии построения концептуальных карт. Разработан базовый вариант онтологии, отражающий взаимосвязи основных концептов. Определены основные направления применения онтологий для решения задач программно-целевого развития системы вооружения и оборонно-промышленного комплекса. Визуальный подход к созданию онтологических моделей научно-технологического прогнозирования позволяет участникам формирования прогноза облегчить процесс исследования материала научно-технологического прогнозирования. Разработаны концептуальные карты формирования прогноза в целом, научно-технологического прогноза, прогноза военных технологий, а также показаны области применения онтологии научно-технологического прогноза и рассмотрены вопросы автоматизации формирования прогноза. Новизна представленных результатов заключается в том, что системно описаны онтологии формирования прогноза развития науки и техники в интересах обеспечения обороны страны и безопасности государства, что позволяет устранить неоднозначность взглядов на процессы научно-технологического прогнозирования. Сформированная онтологическая система научно-технологического прогнозирования в области обеспечения обороны страны и безопасности государства расширяет знания специалистов по формированию прогнозов в указанной сфере, позволяет однозначно трактовать понятия, системно подходить к формированию прогнозов, что будет способствовать повышению качества формируемых прогнозов. Прогнозы входят в состав единых исходных данных при формировании государственных программ вооружения и развития оборонно-промышленного комплекса. Авторы полагают, что предлагаемая онтологическая система научно-технологического прогнозирования будет способствовать повышению реализуемости мероприятий и эффективности государственных программ.
Бесплатно
Онтологии проектирования от Витрувия до Виттиха
Статья научная
В статье обсуждается развитие формирующейся научной дисциплины, одноимённой названию журнала «Онтология проектирования». В предыдущих опубликованных в журнале работах автора рассматривались ключевые термины, научный базис и границы онтологии проектирования. Здесь же делается попытка в историческом аспекте рассмотреть истоки онтологии проектирования от Витрувия, Платона, Аристотеля, Сократа и других мудрецов древности до современников, внесших существенный вклад в становление этого научного направления, - Виттиха, Валькмана, Самойловича и многих других выдающихся учёных. Подчёркивается ключевая роль онтологического анализа предметной области, поиска и обоснования формализмов и формальных методов в описании как самой предметной области, так и моделируемых в ней процессов. В работе на примере опубликованных в журнале за восемь лет статей представлены географии затронутых тем, авторов и организаций, их представляющих. Автор взял на себя смелость отметить знаковые на его взгляд работы, опубликованные в журнале, определить области, в которых результаты ещё не получены и которые могли бы восполнить пробелы в мозаике опубликованных работ в журнале. В предметной области социального проектирования автор рассматривает онтологические доминанты, полемизирует с другими авторами благостных теорий от Платона и Адама Смита до Виттиха и Фреско. Автор приглашает к конструктивной дискуссии читателей журнала, формулируя для этого вопросы по нерешённым проблемам.
Бесплатно
Онтологии проектирования шаблонной оснастки в авиационном производстве
Статья научная
Целью данной работы является совершенствование процессов проектирования шаблонной оснастки в условиях авиационных производств за счёт разработки средств онтологической поддержки. В статье в состав инструментально-технологических средств проектирования шаблонов предлагается включить средства онтологического сопровождения, обеспечивающие: контролируемое накопление опыта разработок шаблонов в форме моделей прецедентов, подготовленных к повторному использованию; систематизацию моделей шаблонов, в основу которой положено интерактивное классифицирование и связывание с использованием механизмов систематизации в онтологиях; контролируемое использование лексики, включая понятия, в документах, разрабатываемых в процессе работ. Важной особенностью предлагаемых средств является то, что они опираются на результаты экспериментов, которые проводились с семантическими моделями шаблонов и моделями программ числового программного управления, использующихся в их производстве. Для проведения экспериментов, создания онтологии и средств онтологического сопровождения предложено использовать вопросно-ответную моделирующую среду WIQA, средства которой были адаптированы к инструментальной поддержке жизненного цикла шаблонов.
Бесплатно
Онтологии управления качеством компьютерных данных об изделии
Статья научная
Расширение применения компьютерной техники в информационном сопровождении жизненного цикла изделия приводит к возникновению и росту проблем, вызванных зависимостью компьютерных документов от средств интерпретации этих документов. В статье рассмотрено качество компьютерных данных об изделии (PDQ - Product Data Quality). Под качеством данных об изделии понимается отсутствие дефектов качества данных. Дефект качества данных - это существование таких особенностей компьютерной модели изделия, которые препятствуют последующей обработке модели. Под управлением качеством компьютерных данных понимается чередование транзакций обнаружения и устранения дефектов качества данных. Сформулированы основные задачи, решение которых будет способствовать повышению качества компьютерных данных конструкторской документации об изделии. Для повышения качества компьютерных данных об изделии необходимо определить влияние дефектов качества данных на выполнение последующей обработки компьютерных документов, взаимосвязь дефектов качества данных, последовательность транзакций управления качеством данных и возможность искажения модели изделия в результате устранения дефектов качества данных. Новым [Н36] в статье является комплексный подход к задаче управления качеством компьютерных данных об изделии. При формулировании задач использовались публикации, результаты, полученные по итогам НИОКР, а также опыт многолетней эксплуатации и усовершенствования программных модулей проверки, исправления и импорта файлов в CAD-системы APM Studio.
Бесплатно
Онтологии, интерсубъективное управление и эвергетика В.А. Виттиха
Статья научная
В этом году исполнилось бы 80 лет со дня рождения крупного учёного, талантливого педагога, одарённого джазового музыканта и композитора профессора ВИТТИХА Владимира Андреевича. Удачно сочетая стиль научного мышления и широту творческого полёта, Владимир Андреевич в науке, как и в музыке, ценил вдохновение, азарт, импровизацию. Он всегда был полон новых идей и вдохновлял ими своих коллег и учеников. Последние годы своей жизни учёный посвятил становлению и развитию новой науки о процессах управления - эвергетике, дополняющей и расширяющей возможности традиционного системного подхода к урегулированию проблемных ситуаций в обществе. В статье впервые предпринята попытка проанализировать теоретическое наследие В.А. Виттиха с учётом современных реалий и идей, которые закладываются в модель нового экономического уклада, более известного как суперинтеллектуальное «Общество 5.0». Показано, что В.А. Виттих предвосхитил многое из того, что только сейчас находит отражение в концепции «Общества 5.0», а его новаторские идеи могут служить теоретической основой, плацдармом для преодоления знаменитых «пяти стен» на пути к такому цифровому обществу будущего. Отмечено, что современное стремление к «цифровизации» всего и вся часто происходит в забвении того, ради чего, а точнее - для блага кого, должны создаваться и использоваться новые информационные технологии. В этом смысле эвергетика В.А. Виттиха устраняет одно из наиболее «узких мест», связанное с нередко слабой адекватностью жизненным реалиям принимаемых решений. При этом современные информационные и интеллектуальные технологии, включая онтологическое моделирование и онтологический анализ данных, составляют технологическую основу эвергетики, обеспечивая «сопряжение» точек зрения участников процесса принятия решений и определённую автоматизацию их коммуникативных действий. Приведены примеры практических попыток реализации основных идей и положений эвергетики при управлении социальными процессами в обществе.
Бесплатно
Онтологии: современное состояние, краткий обзор
Статья научная
В статье делается попытка описать современное состояние и тенденции в области создания и внедрения онтологий. Представлен краткий обзор новейших средств поддержки онтологий и применяемых стандартов для построения онтологий, приведены актуальные положения международной ассоциации по прикладным онтологиям в области оценки функциональных и структурных качеств онтологий разрабатываемых сложных информационных систем в различных предметных областях. Представлены фазы жизненного цикла онтологии как компоненты информационной системы.
Бесплатно
Онтологическая база для обучения персонала САПР
Статья научная
Обосновывается актуальность и практическая ценность применения онтологического подхода при обучении автоматизированному проектированию. Подготовка и переподготовка персонала является одним из важных этапов внедрения автоматизированных систем промышленного назначения, а средства методического обеспечения обязательно присутствуют в портфеле всех ведущих компаний-производителей систем автоматизированного проектирования (САПР). Предложены принципы и подходы формирования онтологической базы предметной области обучения автоматизированному проектированию. Для выделения структуры учебной онтологии предложено использовать понятия аспектов машиностроительного проектирования. Определена иерархия уровней подготовки пользователей САПР. На операторском уровне обучение сводится к освоению пользователями ограниченного множества терминов и понятий, реализованных в конкретных системных решениях. На уровне техника требуется освоить набор типовых проектных процедур, характерных для класса базовых технологий САПР. На инженерных уровнях пользователь приобретает знания, необходимые для освоения технологий и средств САПР в комплексе всех стадий технической подготовки производства. Описана методика онтологического анализа предметной области обучения, обеспечивающая формирование целевых траекторий подготовки и переподготовки специалистов и предусматривающая ряд последовательных этапов формирования онтологической базы. Для оптимизации индивидуальных траекторий обучения специалистов по САПР разработано специальное программное обеспечение, интегрированное с онтологическим редактором Protégé .
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена решению задачи интеграции разнородных по структуре и тематике пространственных баз данных в единую региональную базу данных для организации информационной поддержки принятия решений по управлению крупным промышленным регионом. Для осуществления такого рода интеграции на семантическом уровне авторами предложена онтологическая модель, позволяющая описать с единых методологических позиций структуру разнородных баз пространственных данных, выделив в их составе онтологии пространственных, атрибутивных и метаданных. Разработан алгоритм построения и встраивания онтологии в программное обеспечение интеграции разнородных по структуре и тематике пространственных баз данных. Апробация разработанного алгоритма осуществлена на примере создания единой региональной базы пространственных данных в составе Геоинформационной системы органов исполнительной власти Республики Башкортостан.
Бесплатно
Онтологическая система "знания-деятельность"
Статья научная
Рассматривается подход к построению онтологического описания рациональной деятельности. Подобное описание может служить дополнительным источником для входа в информационное пространство, расширяет класс возможных индексов для описания документов и позволяет осуществлять контекстный поиск. Рассмотрены назначение и особенности использования онтологий при описании предметной области, как с теоретической, так и с прикладной точки зрения. Обозначены критерии для выделения типов онтологий. Исходя из принципов схематизма познания, разработана система онтологий представления знаний, объединяющая язык, формы представления знаний и схемы процессов. Показано, что такая система онтологий даёт возможность практического использования онтологий в вычислительных средах. Для комплексного описания производственной (рациональной) деятельности представлены онтологии артефакта и процессов, разрабатываемые на основе анализа государственных и международных стандартов. Онтология артефакта представляет собой описание объекта - средства и результата целенаправленной деятельности, онтология процессов - формализованное описание жизненного цикла деятельности. С помощью онтологии артефакта становится возможным представить логическую структуру деятельности, а с помощью онтологии процессов - временную структуру, которые совместно определяют две стороны описания сложной деятельности. Предложенная онтология процессов включает иерархически связанную совокупность этапов жизненного цикла деятельности, объекты и субъекты деятельности каждого этапа и исполняет роль «навигационной карты» для субъектов деятельности, позволяя им ориентироваться в сложных организационных структурах.
Бесплатно
Онтологическая система знаний и вычислительных ресурсов современных интеллектуальных технологий
Статья научная
Обсуждаются концептуальные решения построения онтологической системы знаний в функциональных пространствах современной теории катастроф. Теоретический базис реализации онтологической системы знаний определяет принцип генерации управляющих воздействий в условиях неопределённости на основе иерархической структуры. Анализ альтернатив и выбор решения в среде многофункционального программного комплекса осуществляется на основе ансамблевого прогноза. Интерпретация поведения сложных систем в многофункциональном программном комплексе предсказательных моделей с помощью онтологической системы знаний ведётся в рамках стратегии обработки больших объёмов данных, потока событий и гибридной технологии, а также топологической структуры выявления критических ситуаций с использованием когнитивных и фрактальных структур, нейродинамических и мультиагентных систем, синергетической теории управления. Особое внимание обращается на обоснование и выбор интерпретирующей модели с учётом физических эффектов и закономерностей из условия адекватности.
Бесплатно
