Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 530
Статья научная
Предложена онтология проектирования специализированных цифровых двойников компонентов пространственно-распределённых индустриально-природных комплексов (ИПК) на основе ранее разработанных автором теории и интеллектуализированной системы ситуационного моделирования. Онтология позволяет исследовать взаимодействие нестационарных ИПК в нормальных режимах функционирования и при возникновении нештатных или чрезвычайных ситуаций. Отличительная особенность разработки состоит в возможности превентивной аналитики безопасности интеграции ИПК в существующие инфраструктуры и обеспечивает количественную оценку эффективности предполагаемых мер предупреждения отказов компонентов ИПК, включая раннее обнаружение зависимых (сложных, каскадных) отказов. С целью повышения гибкости моделирования создаваемых ИПК представлена концепция структурной безопасности, обобщающая способы учёта различных аспектов безопасности. Актуальность поставленной задачи определяется ростом количества и энерговооруженности ИПК в современном мире, усложнением их взаимодействий и увеличением возможности наиболее опасных зависимых отказов, а также ростом объёмов доступных для анализа данных в результате быстрого развития Интернета вещей. Новизна предлагаемого подхода заключается в комплексном применении экспертных знаний на всех этапах моделирования в причинно-следственной парадигме с целью синтеза предпочтительных вариантов структур ИПК.
Бесплатно
Онтология проектирования современного университетского профильного музея
Статья научная
Работа посвящена концепции современного профильного музея на примере музея авиации и космонавтики Самарского университета. Развитие Куйбышевского авиационного института, а впоследствии Самарского национального исследовательского университета им. академика С.П. Королева определило необходимость в совершенствовании экспозиций музея и предложить новую концепцию музея, существенно расширить его роль и значение во внешних связях, в образовательной и научной деятельности университета. В основу проектирования концепции музея положен онтологический подход. Проведён анализ законодательной базы музейной деятельности в Российской Федерации, рассмотрены взгляды философов и историков на концепцию музея, практики проектирования современных музеев, особенности профильных университетских музеев. Предлагается виртуально включить в музей локации, существующие в университете независимо и применяемые в учебном процессе, используя для этого, в том числе, режим онлайн-трансляции. Это: учебный аэродром, на котором представлены образцы авиационной техники; крупнейший в Европе Центр истории авиационных двигателей, самолётный класс и класс оборудования; музей истории КуАИ-СГАУ. Важным и значимым являются, с одной стороны, сохранение преемственности в экспозициях музея, с другой стороны, предложение инновационных решений, которые будут востребованы целевой аудитории, на которую работает и ориентирован музей. Предлагается сделать упор в музее на футуристичность, на музей будущего, на широкое использование информационных технологий, представление новых и будущих проектов, на расширение объёма тематического материала через QR-коды, позволяющие дополнить аудио- и видеоматериалы посетителям. Оснащение музея двуязычными основными надписями и аудиогидами - непреложное требование к современному музею. Наличие оригинальной подсветки, движущихся моделей и экспонатов, летающих дронов и махолётов, применение технологий виртуальной, дополненной и расширенной реальности, а также «релакс-зоны» в форме салона самолета позволит добиться нужного впечатления у посетителей об университете будущего.
Бесплатно
Онтология проектирования точного земледелия: состояние вопроса, пути решения
Статья научная
Развитие аэрокосмических и информационных технологий, наряду с успехами в агрохимии, семеноводстве и биологии в целом, позволили поднять эффективность земледелия и растениеводства. В статье представлен краткий обзор работ в предметной области «точное земледелие». Рассмотрены вопросы информационной поддержки точного земледелия в области рационального распределения ресурсов на основе использования средств дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Рассматриваются различные типы летательных аппаратов (ЛА) от космических спутников до дронов, способных осуществлять ДЗЗ для сельхозпроизводителей. Результаты мониторинга сельхозугодий ЛА позволяют в оперативном режиме принимать локальные и стратегические решения по ситуациям, которые в реальной жизни характеризуются большой динамикой. Наличие у аграриев соответствующего инструментария в виде баз знаний и данных, систем поддержки принятия решений повышает эффективность земледелия. В работе рассмотрены различные предметные онтологии (онтологии растений, онтологии признаков растений, онтологии экспериментальных условий и др.) и онтологии задач, решаемых в области точного земледелия. Представлены оригинальные результаты онтологического моделирования исследуемой области на основе конструктора баз знаний, разрабатываемого компанией «Разумные решения». Для решения задачи распределения ресурсов и планирования работ предлагается использовать мультиагентный подход.
Бесплатно
Онтология проектирования, применения и сопровождения порталов научно-технической информации
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы разработки онтологической модели для семантических научных порталов на основе технологии открытых данных. Такие порталы представляют новый класс семантических порталов, которые ориентированы на работу с научными и образовательными знаниями. Семантические научные порталы позволяют поддерживать образовательные процессы и процессы получения научных знаний в прикладных предметных областях. Для описания предметной области портала предложены проблемно-ориентированные модели. Процесс разработки онтологической модели включает следующие этапы: определение конечных пользователей; определение сценариев применения онтологии; определение требований к модели; определение возможности повторного использования существующих онтологий; верификация онтологической модели на основе компетентностных вопросов. При разработке использовались модели: VIVO, TEACH, FOAF, BIBO. Разработанная онтология состоит из модулей: модуль описания пользователя портала; модуль описания источников данных; модуль описания образовательного ресурса; модуль описания поисковой выдачи. Внедрение предложенной модели позволяет реализовать подход, при котором знания предметной области извлекаются из открытых источников с учётом интересов пользователей портала, и сохраняются в онтологическую модель для повторного использования и анализа, при этом происходит порождение новых знаний. Также, онтология позволяет реализовать единый интерфейс для работы с открытыми данными различных предметных областей. С использованием предложенной онтологической модели разработан семантический научный портал для поддержки образовательного процесса в Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики.
Бесплатно
Онтология термина "принцип совместимости" в реставрационном проектировании
Статья научная
В статье обсуждается вопрос актуальности терминологической базы современного реставрационного проектирования. В качестве примера рассматриваются термины «совместимость» и «принцип совместимости», обозначаются их понятийные пространства, раскрывается сущность применения данных терминов. На основе анализа основных терминологических дефиниций, полученных из словарей, учебников и научной литературы, обозначены онтологический и гноссеологический аспекты понятия «совместимость», как фундаментального принципа реставрационного проектирования. На основе анализа лингвистических различий понятия «совместимость» в русском, итальянском и английском языках выявлены сущностные различия в употреблении данного термина, а так же в реализации «принципа совместимости» в реставрации памятников архитектуры. Рассматривается проблема понимания термина «совместимость», в зависимости от страны и языка, на котором данный термин трактуется. В статье предложено новое определение понятия «совместимость», рекомендуемое к включению в словарь реставратора-проектанта.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается формализованная модель комплексной онтологии современной теории катастроф на основе интеллектуальных технологий XXI века. Основное внимание обращается на реализацию физико-философских аспектов этой теории в рамках комплексной онтологии обработки информа-ции в мультипроцессорной вычислительной среде. Разработанная модель онтологии учитывает расширение функциональных возможностей динамической модели катастроф при интерпретации сложных физических процессов с использованием интеллектуальных технологий. Указаны на-правления практических приложений онтологической системы знаний при реализации концепции представления и обработки информации в задачах контроля чрезвычайных ситуаций в сложной динамической среде. Статья представляет собой сокращенный вариант исследования, представ-ленного автором на Международном Форуме «World Forum-2013» в США.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается формализованная модель комплексной онтологии центра компетенции на основе интеллектуальной технологии iPSE (Intelligent Problem Solving Environment) и высокопроизводительных вычислений в среде «облачной» модели. Разработанная модель онтологии учитывает расширение функциональных возможностей технологии iPSE за счет модификации потока событий (WorkFlow - WF). Указаны направления практических приложений онтологической системы знаний при реализации концепции представления и обработки информации в задачах контроля чрезвычайных ситуаций в сложной динамической среде.
Бесплатно
Онтология электронного университета
Статья научная
В статье представлен подход к построению интеллектуального электронного университета. Знания являются одним из наиболее важных ресурсов для высших учебных заведений. Знания, интеллек-туальный капитал и интеллектуальная собственность получают все чаще признание в качестве нового источника развития. В связи с этим инновационные университеты стремятся эффективно управлять, контролировать свои знания. Целью этой работы является построение семантической модели интеллектуального электронного университета в виде онтологии. Онтология используется в качестве информационной модели портала.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложены новые онтологии для описания и диагностирования неисправностей подсистем автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) в рамках развития подхода к интеллектуальному диагностированию таких аппаратов с помощью баз знаний. Для реализации этого подхода предложено использовать две базы знаний, одна из которых описывает неисправности, признаки для их определения и действия, необходимые для адаптации к негативным последствиям, вызванным появлением неисправностей. Другая база содержит информацию об основных подсистемах АНПА, устройствах и сменных модулях, а также состояниях, в которых они могут находиться. Базы знаний используются в работе интеллектуальной контрольно-аварийной системы (ИКАС) на борту АНПА. ИКАС позволяет обеспечить комплексное функциональное диагностирование всех подсистем аппарата, включая модули полезной нагрузки, а также адаптацию к последствиям возникающих неисправностей с учётом реально имеющихся причинно-следственных связей между ними. Предложенные онтологии для указанных баз знаний компактны, что позволяет использовать ИКАС на борту АНПА. Для поддержания актуальной информации о возможных неисправностях предлагается осуществлять непрерывное удалённое сопровождение ИКАС с помощью программной интернет-платформы разработки и поддержки интеллектуальных облачных сервисов IACPaaS . Для проверки работоспособности ИКАС был разработан её прототип, реализующий функции обработки баз знаний и выработки решений по адаптации к неисправностям. Результаты моделирования работы прототипа показали, что ИКАС выполняет поставленные задачи и может быть реализована на бортовых вычислителях существующих АНПА с применением известных технологий программирования.
Бесплатно
Оптимальное проектирование в условиях неопределенности. Метод детерминизации
Статья научная
Рассмотрены существующие подходы к оптимизации систем (оптимальному проектированию) в усло-виях неопределенности. Дана точная постановка задачи условной оптимизации в случае интервальной неопределенности параметров целевой функции и ограничений. В связи с этим изложена математи-ческая теория сравнения интервалов, включающая точное определение максимального и минимального интервалов. На ее основе сформулирован и обоснован метод детерминизации, позволяющий решить задачу путем cведения к двум полностью определенным задачам оптимизации того же типа.
Бесплатно
Оптимальное проектирование сложных технических объектов с использованием онтологического подхода
Статья научная
В статье рассмотрены проблемы автоматизации процесса проектирования сложного технического объекта на примере самолета. Показаны основные этапы современного проектирования самолета с использованием компьютерных информационных технологий, представлен вариант концепции оптимального проектирования самолета с применением онтологического подхода и принципов анализа, декомпозиции и синтеза. В статье используются данные, полученные в результате проектирования в CAD/CAM/CAE-системе на стадии создания модели распределения объектов, учитываются весовые характеристики самолета в соответствии с требованиями эскизного этапа проектирования и на основе полученных данных с предыдущих этапов. Применение онтологического подхода позволяет решить основные задачи современного проектирования на различных этапах создания сложного технического объекта, согласовать параллельную работу конструкторов над проектом.
Бесплатно
Оптимизация обобщенных многоцелевых систем
Статья научная
В статье расширяется ранее введенное автором понятие многоцелевой системы. Многоцелевая система рассматривалась как множество элементов, в совокупности реагирующих на множество внешних воздействий путем оптимального распределения этих воздействий между собой. При этом полагалось, что в многоцелевой системе критерий оптимальности скалярен, любой элемент системы может реагировать на любое отдельное внешнее воздействие, причем исключительно автономно, то есть не в кооперации с другими элементами системы. В статье рассматривается модель обобщенной многоцелевой системы, где эти ограничения снимаются. Предусматриваются ограниченная возможность реагирования элементов системы на внешние воздействия, возможность совместного реагирования ее элементов на отдельные внешние воздействия и многокритериальность оценки эффективности функционирования системы. Предложены точные алгоритмы оптимизации интегральных и гарантирующих систем, основанные на модели смешанного линейного программирования. Учитывая их высокую размерность, предлагаются точные и эвристические методы снижения размерности численно решаемых при этом оптимизационных задач. В терминах оптимизации обобщенных многоцелевых систем могут успешно решаться задачи проектирования технических объектов и систем технических объектов, стандартизации и унификации, размещения и обслуживания и др.
Бесплатно
Оптимизация отображения онтологий методом роя частиц
Статья научная
Работа посвящена интеграции данных распределённых гетерогенных информационных источников на основе онтологий. Метод вычисления семантической близости концептов позволяет количественно оценить сходство между понятиями. Предложена технология оценки семантической близости концептов двух онтологий, отличительной особенностью которой является автоматическое определение весовых коэффициентов с использованием метода роя частиц. С помощью предложенного подхода генерируются векторы весовых коэффициентов, которые соответствуют разным коэффициентам семантической близости. Полученные весовые коэффициенты используются для объединения разных коэффициентов семантической близости. Новизна заключается в том, что применённый метод роя частиц позволяет автоматически определять весовые коэффициенты семантической близости концептов двух онтологий. Таким образом, для каждого концепта одной онтологии формируется множество релевантных семантических концептов другой онтологии. Благодаря этому возможно получать наборы оптимальных и квазиоптимальных решений.
Бесплатно
Оптимизация при ограничении числа проектных переменных
Статья научная
Изложен новый подход к постановке и решению оптимизационных задач линейного и нелинейного типа. От классической задачи линейного программирования оптимального распределения ограниченных ресурсов между заданными процессами, рассматриваемая постановка задачи отличается необходимостью выбора ограниченного числа процессов из некоторого конечного множества и распределения ресурсов по этим процессам. Целью является получение оптимального значения целевой функции по отношению к другим вариантам выбора числа процессов из этого же множества и распределению ресурсов между ними. Целевая функция может быть как линейной, так и нелинейной. Нелинейная функция должна обладать определёнными свойствами для корректной работы предложенного алгоритма поиска оптимального решения. Описываемый метод основан на развитии идей динамического программирования Беллмана. Приводятся доказательства оптимальности получаемых решений. В статье даётся оценка вычислительной сложности алгоритма и сравнение с классическими методами решения рассматриваемых задач. Охарактеризованы типы прикладных задач, решаемых с использованием предложенного метода. Компьютерные реализации описанного алгоритма могут использоваться в автоматизированных системах поддержки принятия решений.
Бесплатно
Основы концептуальной модели источников угроз экономической безопасности на национальном уровне
Статья научная
В статье рассматриваются основные особенности источников и субъектов угроз экономической безопасности в национальном масштабе и их отношений к объектам (элементам) системы - национальная экономика. Целью является создание онтологической основы для интерпретации знания о типовых и конкретных источниках угроз экономической безопасности на различных уровнях и в различных узлах системы обеспечения экономической безопасности, в том числе в системе мониторинга экономической безопасности, предусмотренной в Стратегии экономической безопасности Российской Федерации на период до 2030 года. Рассмотрены три основных типа источников: природный, техногенный, антропогенный. Описан характер, типы объектов и мотивы или причины воздействия со стороны источников указанных типов. Отмечены источники информации и задачи, подлежащие решению в ходе подготовки мероприятий по противодействию субъектам угроз. Разработана обобщенная онтологическая схема мониторинга источников угроз. Новизна работы заключается в систематизации и структуризации знания проблемного поля, которое необходимо осваивать для всестороннего информационного и знаниевого обеспечения противодействия источникам угроз экономической безопасности. Предложенная концептуальная модель может служить основой для создания информационной, онтологической, когнитивной и структурно-функциональной моделей, а также эвристик для агентно-ориентированного моделирования поведения источников угроз в рамках автоматизированных систем поддержки и принятия решений по обеспечению экономической безопасности в масштабе страны.
Бесплатно
Особенности наследования информации в задачах интеграции систем технической подготовки производства
Статья научная
Рассматриваются особенности наследования информации в технической подготовке производства при передаче данных из систем конструкторского проектирования (CAD) в системы технологической подготовки производства (CAM). К этим особенностям относятся объектно-ориентированный характер передаваемой информации и влияние PLM-контекстов на семантику инженерных данных. Объектно-ориентированный подход подразумевает наличие в процессах передачи информации «родителей» и их «потомков» и ассоциативных связей между ними, что делает возможным повторное использование проектных решений. UML-представление позволяет наглядно описать различные схемы наследования информации при интеграции CAM-систем с системами конструкторского проектирования. Эти схемы необходимо учитывать при реализации сквозных конструкторско-технологических проектов с высоким уровнем ассоциативности данных. Передача информации между подсистемами цифрового PLM-пространства предприятия происходит под влиянием информационных контекстов. Дано определение PLM-контекста как онтологии этапа жизненного цикла изделия, выступающего внешней информационной средой по отношению к интегрируемым приложениям. Разработан предварительный вариант онтологии предметной области, связанной с технологической подготовкой производства. Информацию об этапах жизненного цикла изделия предложено хранить непосредственно внутри 3D-модели объекта в форматах онтологического представления знаний на базе стандарта XML. Особенности наследования конструкторской информации рассматриваются на примере интеграции разрабатываемой CAM-системы с её базовой CAD-платформой КОМПАС-3D. Предложена стратегия автоматизации процесса влияния PLM-контекстов на значения передаваемых данных.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены особенности применения методов рефакторинга и обратной инженерии для обеспечения целевой эффективности космических аппаратов зондирования Земли на этапах жизненного цикла - проектирования, лётно-конструкторских испытаний и эксплуатации. Приведены результаты применения этих методов для космического аппарата дистанционного зондирования Земли «Ресурс-ДК1».
Бесплатно
Статья научная
Описаны особенности применения онтологического подхода, основанного на математическом моделировании предметных областей с помощью прикладных логических теорий, в разработке интеллектуальных систем. Построен базовый тезаурус разработки моделей профессиональной деятельности. Приведены все определения терминов, входящих в тезаурус. На примере эволюционирования некоторых понятий химии («атомная масса» и др.) на протяжении истории развития науки показано, что в наукоёмких областях изменяются не только знания, но и онтология. При разработке интеллектуальных систем необходимо предусматривать возможности изменения знаний и метазнаний для продления жизненного цикла систем и их поддержки в актуальном состоянии. Поэтому создание интеллектуальных систем должно предваряться разработкой спецификации предметной области. Приведено описание алгоритма разработки спецификации предметной области, состоящего из трёх шагов: онтолого-ориентированного анализа предметной области, включая неформальную постановку задачи, анализ понятий, величин, ситуаций; синтеза модели предметной области; проверки адекватности модели предметной области. Показано применение алгоритма к решению конкретной задачи интеллектуальной деятельности, относящейся к задачам классификации. Новым является решение задачи классификации химических элементов для раскраски ячеек таблицы Д.И. Менделеева, отражающей особенности изотопного состава элементов и значений атомных масс. Представлены основные этапы построения модели онтологии рассмотренной предметной области. Приведенная модель включает онтологию знаний и онтологию действительности. Детально описаны ключевые шаги алгоритма разработки спецификации предметной области.
Бесплатно
Особенности принципа эргономичности в архитектуре и дизайне современного жилища
Статья научная
В статье рассматриваются особенности применения принципа эргономичности в архитектуре. Именно этот принцип определяет концепцию архитектурной, дизайнерской и технической оснащённости внутреннего жизненного пространства жилища, которая построена по законам эргономики и учитывает характеристики среды обитания человека. Это климат (состав воздуха, температура воздуха, влажность воздуха), свет, звук, информация, безопасность и другие параметры, на основе которых формируются архитектура и дизайн, имеющие эстетическое значение. В процессе жизненного периода цвет, фактура и материалы влияют на поведение и эмоциональное состояние человека, личную гармонию и комфорт. Тенденция использования новых технологий при создании архитектурных объектов связана с новым отношением к ценности окружающей среды, сохранению и сбережению энергии. Концепция формирования «умного здания», использующая технические инновации будущего - сложную интегрированную экологическую систему, служит повышению комфорта жилой среды и экономии энергоресурсов, открывает широкие перспективы позитивного влияния на социальные условия жизни, сокращение затрат общества на энергообеспечение, улучшение экологических условий.
Бесплатно
