Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 556
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
Особенности формализованной технологии концептуального проектирования в авиастроении
Статья научная
Статья посвящена общим вопросам формализации проектирования и практическим методам разработки концептуального проекта в гражданском авиастроении. Рассмотрены замысел проекта и последовательное выполнение этапов разработки концепции проекта. Особое внимание уделено маркетингу и обоснованию стратегии проекта. Показана важность метода анализа идей для концепции разрабатываемого проекта. В задаче синтеза технической системы представлен подход к согласованию её элементов и риск-анализ критических характеристик проектируемого гражданского самолёта. Описан процесс валидации разрабатываемой концепции проекта самолёта посредством экспериментальных аналогий. Представленная методология впервые разработана в качестве завершённой технологии полного цикла концептуального проектирования гражданских самолётов, научные результаты которой позволят исключить риски ошибочного выбора технической концепции и её несоответствия техническому заданию.
Бесплатно
От онтологий проектирования к когнитивной семиотике
Статья научная
Изложены основы концепции жизненных циклов сложных технических систем. Отмечены тенденции расширения и детализации жизненных циклов, приводящие к появлению нетрадиционных стратегий проектирования и даже новых проектных этапов на стыке исследования и проектирования, проектирования и испытаний. В русле реализации онтологического подхода к проектированию рассмотрены этапы, уровни, аспекты, задачи проектирования. Особое внимание уделено исследовательскому проектированию как этапу «аналитического синтеза» сложных технических систем. Показана центральная роль НЕ-факторов в исследовательском проектировании, введено трёхмерное пространство моделирования НЕ-факторов и предложены варианты их классификации. На начальных этапах проектирования важное место занимает модельный подход, связанный с оперированием моделями и параметрами. В статье развиваются оригинальные методики представления проектных знаний в модельно-параметрическом пространстве и построения на основе биполярных шкал многомерного семантико-прагматического пространства методов и языков проектирования. На базе семантической шкалы языков моделирования сформулированы принципы соответствия и взаимодополняемости. С одной стороны, в контексте поддержки образного мышления проектанта рассмотрены методы иллюстративной и когнитивной графики. С другой стороны, проанализированы два известных варианта общей теории проектирования - формальной теории, стремящейся описать проектирование в терминах множеств, топологических пространств, исчислений, в частности, исчисления предикатов высокого порядка. Проведён анализ недостатков формальных систем и классической теории рассуждений с точки зрения принятия реальных проектных решений. В результате сделан вывод о необходимости привлечения в науку проектирования семиотических моделей. В заключительной части работы приведены основные определения семиотики и варианты классификации знаков, обсуждаются особенности перехода от семиотического моделирования к прикладной семиотике и когнитивной семиотике. Одним из основателей когнитивной семиотики как «науки-перекрёстка», предметом которой является как получение знаний из знаковых структур, так и синтез знаковых конструкций в русле инженерии знаний, был профессор Ю.Р. Валькман.
Бесплатно
Статья научная
В информационном обществе по мере расширения и углубления предметной области человеческой деятельности происходит её непрерывная формализация, которая основана на онтологических моделях технических и естественных систем. Полнота информации о сложной предметной области, воспринимаемая пользователем, влечёт его информационную перегрузку. Данное обстоятельство способствует применению алгоритмов, представляющих информацию о предметной области в сжатом виде. В работе вводятся модифицированные показатели и качественные критерии, которые позволяют оценить возможность появления ошибок при сжатии информации о предметной области и оценить антропомерность интерфейса при использовании задаваемых экспертами пороговых значений показателей, как для алгоритмов искусственного интеллекта, так и для пользователей. Предложен метод количественной оценки антропологического воздействия интерфейсов прикладного уровня на этапе проектирования программно-аппаратного обеспечения. Метод включает восемь этапов, на которых оценивается понятность интерфейса программно-аппаратного обеспечения для адресатов: алгоритмов искусственного интеллекта и пользователей. Предложенный метод позволяет уменьшить вероятность создания деструктивного программно-аппаратного обеспечения.
Бесплатно
Оценка бюджета проекта по критериям удовлетворённости акторов
Статья научная
В руководствах по управлению проектами создания программных компонентов вычислительно-коммуникационных систем отмечается, что качество результатов определяется обоснованностью организационных решений, связанных с управлением проектом. Подчёркивается, что организационные ошибки, допускаемые на начальных стадиях проекта, включая недостаточную обоснованность бюджета проекта, имеют тяжелые последствия. Новизна настоящей работы заключается в утверждении о том, что качество результатов проекта в равной степени определяется не только удовлетворённостью потребителей/заказчиков, но и удовлетворённостью разработчиков ходом выполнения проекта. Предложена схема оценивания возможных границ бюджета проекта, в которых возможно получение решения, приемлемого как для потребителей/заказчиков, так и для исполнителей проекта. Основу схемы составляет использование опыта потребителей и разработчиков в реализации схожих по содержанию проектов. Модельную основу схемы составляют нелинейные эмпирические функциональные зависимости между показателями удовлетворённости акторов, бюджетом проекта и длительностью его реализации. Повышение обоснованности оценки бюджета с учётом опыта акторов является предпосылкой сокращения организационных дефектов проекта, что делает возможным достижение требуемого качества инфраструктурных компонентов вычислительно-коммуникационных систем.
Бесплатно
