Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 543
Подход к созданию терминологических онтологий
Статья научная
Описывается методика построения сети естественных иерархий терминов на основе анализа массива текстов по выбранной проблематике. Данная сеть формируется в автоматическом режиме на основе обучающей коллекции текстов и может рассматриваться как основа для построения терминологических онтологий. Методика базируется на применении компактифицированных графов горизонтальной видимости для терминов - отдельных слов, биграмм и триграмм, а также на установлении связей между терминами. Предложенная авторами сеть естественных иерархий терминов охватывает связи типа «общее-частное» и может рассматриваться как основа построения сети с ассоциативными связями. Рассмотрена сеть естественных иерархий терминов, сформированная на основе полных текстов научно-популярных статей. Предложено использование алгоритма HITS для данной сети, с помощью которого обеспечивается выбор наилучших «авторов» - узлов, на которые введут ссылки, и «посредников» - узлов, от которых идут ссылки цитирования.
Бесплатно
Подход к формированию наборов эталонов речевых команд с использованием онтологии
Статья научная
В работе приводится метод формирования библиотеки эталонов речевых команд с использованием предметной онтологии с целью повышения их дальнейшего распознавания. Представлена формальная модель предметной OWL-онтологии, используемой в качестве базы знаний в процессе формирования и расширения библиотеки эталонных команд в процессе распознавания речевых команд, а также описан алгоритм извлечения списка синонимов входных речевых команд на основе предметной OWL-онтологии. Статья содержит описание методики проведения, а также результаты экспериментов по формированию вариантов библиотеки эталонов и выбора библиотеки с наиболее различимыми командами с использованием OWL-онтологии предметной области управления гражданского самолета с помощью речевых команд. Приводятся результаты экспериментов, доказывающие эффективность подхода.
Бесплатно
Подходы к автоматизации работ с онтологическими ресурсами
Статья обзорная
Онтологические модели находят широкое применение в системах информационного обеспечения, предоставляющих информационные ресурсы и услуги для решения управленческих, проектных и научно-технических задач. В частности, применение онтологий предметных областей распространено в системах поддержки принятия решений. При онтологическом моделировании сложных систем возникает потребность в автоматизации процессов работы с онтологическими ресурсами. В работе рассмотрены основные программные комплексы и методологии онтологического моделирования, подходы к автоматизации процессов создания, наполнения и использования онтологических моделей, отражения темпорального аспекта онтологического представления объектов. Цель работы состоит в рассмотрении методов автоматизации жизненного цикла онтологических ресурсов и анализе степени их адаптации в прикладных онтологиях. Отмечены относительно высокая степень автоматизации работы с онтологическими ресурсами в процессе наполнения онтологии и использование больших языковых моделей в данном процессе. Указано на недостаток описания методик автоматизации процессов конвертации информации из таблиц и схем в онтологические модели, валидации наполнения модели и её переработки. Показаны перспективные направления автоматизации работы с онтологическими ресурсами.
Бесплатно
Поиск зависимостей в данных на основе методов удовлетворения табличных ограничений
Статья научная
Работа посвящена поиску в данных особого типа закономерностей, называемых частыми паттернами. Под частым паттерном понимается некоторая совокупность признаков, которая характеризует большое количество объектов обучающей выборки. Существующие методы выявления паттернов, как правило, не позволяют гибко учитывать необходимые требования к их виду. Изменение условий, которым должны удовлетворять искомые закономерности, приводит к трудоёмкой модификации используемых алгоритмов и снижению производительности вычислений. В статье предлагается подход на основе парадигмы программирования в ограничениях, свободный от перечисленных недостатков. Подход основан на оригинальном способе представления обучающей выборки с помощью специализированных табличных ограничений - сжатых таблиц D -типа, на авторском методе поиска с возвратами, а также на специализированных правилах редукции для табличных ограничений. Особое внимание уделяется решению задачи поиска замкнутых паттернов, которая входит как часть в решение рассматриваемых в работе задач машинного обучения и включает учёт дополнительных требований к виду искомых паттернов. В качестве дополнительных требований к виду паттерна рассматриваются ограничения на частоту встречаемости замкнутого паттерна, а также условия на вхождение некоторого элемента (признака) в паттерн. К основным правилам редукции сжатых таблиц D -типа добавляются правила, учитывающие интересующие особенности анализируемых паттернов. Преимуществом подхода является то, что учёт и анализ новых ограничений позволяет на ранних стадиях процесса поиска исключать из рассмотрения заведомо неперспективные кандидаты в паттерны, что способствует сокращению количества этапов вычислений (узлов дерева поиска) и позволяет снизить расход оперативной памяти, требуемой для реализации этих этапов.
Бесплатно
Понятие «множество» в теории и практике проектирования
Статья научная
Понятие «множество» - одно из ключевых понятий математики и не только. Для развития дискуссии приводятся оценки значимости «множеств» в проектировании, сгенерированные большими языковыми моделями, как некий обобщающий взгляд на важность этого понятия. Приводится разбор понятий «множество» и «класс» в математике и инженерии. Показана множественность их интерпретаций и различие в разных сферах применения, напрямую связанная с понятием «элемент множества». В проектировании понятие «множество» рассматривается в различных аспектах и наполняется различным содержанием. В первую очередь - это множество потребностей, которые непрерывно возникают и на удовлетворение которых направлена проектная деятельность, сопровождаемая множеством участвующих в ней субъектов проектирования. Это также множество уже созданных артефактов (прецедентов), которые являются аналогами и прототипами для проектанта, но по тем или иных основаниям не удовлетворяют возникающим потребностям субъектов. Это множества: проектных параметров и проектных переменных разрабатываемого объекта; критериев оценки нового артефакта; исходных предпосылок, данных и условий, включая ограничения; моделей, описывающих проектируемый объект; методов принятия решений и, наконец, множество проектных решений. Объективно существующее множество значений исходных данных и критериев оценки в проектировании может рассматриваться и рассматривается как неопределённость (неопределённое множество), как данность, которую надлежит раскрыть, сужая область решений, понижая мощность множеств. В практике проектирования (снятие неопределённости, вырождение множественности возможных значений проектных параметров и т.п.) всегда стремятся к синглтону (множеству с единственным элементом), т.е. к тому проектному решению, которое будет воплощено в конструкцию, технологию или систему.
Бесплатно
Понятие интерсубъективности в эвергетике
Статья научная
Рассматривается роль понятия «интерсубъективность» в становлении и развитии эвергетики - науки о процессах управления в обществе, базирующейся на принципах постнеклассической научной рациональности. В эвергетике теория строится коммуницирующими неоднородными акторами, находящимися «внутри» объекта - ситуации в обществе, и ориентирована она на приобретение интерсубъективных конвенциональных знаний, являющихся результатами соглашений акторов, которые выполняют не только познавательные, но и деятельностные функции по преобразованию общества. В отличие от ценностно-инвариантной классической науки эвергетика является ценностно-ориентированной наукой о процессах управления в обществе, поскольку неоднородные акторы, имеющие субъективные представления о ценностях, стремятся к достижению взаимопонимания и консенсуса. Разработанная теория интерсубъективного управления является «интеграционной платформой», представляемой в системе поддержки коммуникативных действий с помощью онтологий, на основе которой акторами вырабатываются и принимаются решения об урегулировании проблемной ситуации.
Бесплатно
Понятность онтологической модели как характеристика её качества
Статья научная
Отмечается тенденция к объединению профессиональных знаний в рамках создания киберфизических систем. Это побуждает сделать их доступными для широкого круга заинтересованных лиц. Рассматриваются различные модели представления знаний с позиций историзма и уровней общности. К трём уровням представления знания по степени его общности - философскому, узко-дисциплинарному (профессиональному) и предметному (базы знаний) - предлагается добавить междисциплинарный (общенаучный) уровень. Утверждается, что в основе любой модели представления знаний лежит модель формальной системы и её дочерняя модель - исчисление предикатов. Наглядной моделью представления знаний является помеченный граф. Предложена обобщённая модель, отражающая соотношение знания и познания. Понимание онтологической модели трактуется как средство познания. Вводится термин «понятность» онтологической модели, как свойство, в наибольшей степени характеризующее её качество. Понятность онтологической модели подразделяется на вербальную и системную. Обсуждаются факторы, влияющие на эти составляющие понятности модели. Предлагаются показатели для измерения понятности онтологической модели.
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Построение СППР на основе онтологии молочного производства
Статья научная
Цель работы - построение и реализация системы поддержки принятия решений (СППР) в молочном производстве на основе формализованных математических моделей и онтологического подхода. Проведена декомпозиция процесса производства молочной продукции, выделены основные влияющие на него факторы, а также взаимосвязи между ними. Сформирована онтология предметной области, которая представлена в виде концептуальной схемы и иерархии классов. Для описания последовательности влияния факторов и выявления управляющих воздействий разработана схема Исикавы для производства молочной продукции. Предложено формализованное описание эффективности процесса молочного производства. Разработана СППР для производства молочной продукции, включающая учёт факторов, связанных с сортом и видом кормовых растений, способами и методами высева семян, предпосевной подготовкой, классом и типом почв, агроклиматическими показателями, внесением удобрений, классом животных и кормовыми добавками.
Бесплатно
Построение базы знаний для автономного управления беспилотными транспортными средствами
Статья научная
Представлен подход к построению и использованию базы знаний для автономного управления беспилотными транспортными средствами. В качестве предметной области представлено сельское хозяйство. Отсутствие достаточного количества и уровня квалификации механизаторов приводит к простою техники, снижению урожайности культур и эффективности использования химикатов. Использование беспилотных транспортных средств позволяет уменьшить влияние данных факторов и снизить вредное воздействие на людей, работающих в сельском хозяйстве. В статье основной упор сделан на учёт особенностей и ограничений предметной области при построении траекторий движения беспилотных транспортных средств и управлении средствами обработки. Предложен подход, состоящий из этапов проектирования схемы базы знаний, автоматизации процесса наполнения базы знаний и организации функции логического вывода. Для каждого этапа приведены разработанные модели и алгоритмы, позволяющие сформировать и использовать базу знаний при решении задачи автономного управления беспилотными транспортными средствами. Статья содержит примеры и иллюстрации, призванные повысить наглядность предложенного подхода.
Бесплатно
Статья научная
Процесс проектирования сложных технических систем (СТС) является итеративным процессом, который характеризуется значительными затратами ресурсов (финансовых, трудовых, временных), оформлением большого объёма документации, а также множеством возникающих рисковых ситуаций. Для надёжного создания СТС необходима интеллектуальная система контроля и предупреждения рисковых ситуаций, которая позволит быстро обработать и проанализировать большие объёмы разнородной информации, выявить рисковые ситуации на этапе проектирования, а также ответить на вопрос типа «Что будет с проектом создаваемой СТС, если на этапе проектирования произойдут какие-либо изменения...?». Статья посвящена построению базы знаний интеллектуальной системы контроля и предупреждения рисковых ситуаций в условиях разнородной информации для этапа проектирования СТС критической инфраструктуры. Проведён анализ основных типов моделей представления знаний, применяемых при создании баз знаний. Предложена база знаний, основанная на модульном принципе и использующая обобщённую схему методологии когнитивного и нечёткого когнитивного моделирования. Новыми результатами являются: разработанный модуль обработки исходных данных, позволяющий обрабатывать разнородные данные; представление знаний в базе знаний в виде чётких или нечётких моделей; сценарии развития рисковых ситуаций, связанных с проектированием СТС.
Бесплатно
Построение карт потока создания ценности на основе онтологического подхода
Статья научная
Цель работы - оценка и повышение эффективности работы производственного предприятия посредством разработки и внедрения карты потока создания ценности. Проведён анализ метода карт потока создания ценностей, выявлены его недостатки и особенности. Построена карта потока создания ценностей текущего состояния производственного процесса и сделан вывод о том, что карта позволяет улучшить данный процесс потока. На основе анализа частного случая сети Петри показана необходимость в определении объектов, взаимосвязей и отношений инцидентности. Основные объекты определены посредством построения фреймовой модели взаимодействия ключевых параметров производства. Взаимосвязи между объектами и отношения инцидентности выявлены при помощи построения онтологической модели. Анализ построения карт потока создания ценностей позволил выявить пять видов затрат времени. Для снижения времени перемещения, времени загрузки-выгрузки и ликвидации простоев предложено использовать сети Петри с применением циклограмм.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается метод построения статистических моделей многосвязных объектов в виде многомерных регрессионных зависимостей на основе совместного использования измерительных данных и экспертных оценок. Основная идея метода заключается в преобразовании независимо полученных экспертных оценок и измерительных данных к единому виду - закону распределения непрерывной случайной величины. Это делает возможным сформировать корреляционную таблицу на основе решения обратной задачи определения закона распределения функции случайного аргумента. Сформированная корреляционная таблица служит основой построения регрессионной зависимости известными методами регрессионного анализа. Главным результатом работы является впервые предложенный метод построения многомерных регрессионных зависимостей за счѐт совместного использования экспертных оценок и измерительных данных.
Бесплатно
Построение модели предметной области путём зондирования сервиса Google Scholar Citations
Статья научная
Предлагается алгоритм построения терминологических сетей - моделей предметных областей на основе зондирования большой информационной сети. В качестве такой сети рассматривается сеть понятий, соответствующих тегам сервиса Google Scholar Citations. Узлы в этой сети соответствуют понятиям, маркированным тегами, а ребра - некоторую семантическую связь между ними, определяемую смежными интересами отдельных авторов. Приведён специальный алгоритм сканирования ресурсов сервиса Google Scholar Citations для получения репрезентативного набора тегов как основы модели предметной области. На основе данной сети автоматически формируется релевантный список публикаций. Приведены правила построения списка библиографических ссылок. Предложенный подход может быть применён, в частности, к библиографическим базам данных, в которых в явном виде выделены авторы и как теги - ключевые слова. Данный подход можно применять для многих областей науки.
Бесплатно
Построение онтологии для систематизации характеристик сети интернета вещей
Статья научная
Представлена формализация модели сети Интернета вещей, предназначенной для мониторинга технологических помещений с телекоммуникационным оборудованием в Федеральном исследовательском центре «Красноярский научный центр СО РАН». Сеть включает измерительные устройства, телекоммуникационную среду, серверы для сбора данных и прикладное программное обеспечение. Для информационного взаимодействия используется схема «издатель-подписчик» и облегчённый протокол с невысокой нагрузкой на каналы связи. Создана онтология, описывающая архитектуру сети и свойства устройств, которые собирают, передают, хранят и обрабатывают данные. Онтология содержит классы, представляющие понятия предметной области, отношения, свойства данных, диапазоны их изменения, критические значения, ограничивающие атрибуты элементов онтологии. Объекты онтологии имеют собственное цифровое представление в базах данных, включая результаты измерений, получаемые датчиками сети Интернета вещей, прецеденты аномальных данных, их статистические и частотные характеристики. Формализация позволила выявить неявные зависимости между объектами, связать их с характеристиками процессов, наблюдаемых устройствами сети Интернета вещей, и решать практические задачи. Рассмотрена задача выбора характеристик, влияющих на изменение схем информационного взаимодействия. Выполнен опрос экспертов и построена модель Кано для приоритизации характеристик, влияющих на принятие решений об организации схемы информационного взаимодействия в сети Интернета вещей.
Бесплатно
Построение онтологии фундаментальных понятий на основе трансдисциплинарного подхода
Статья научная
Описываются процедуры применения трансдисциплинарного подхода к выработке формулировок фундаментальных понятий и к построению онтологии этих понятий. Проведён анализ терминологических и содержательных составляющих, необходимых для такого применения. Установлена роль состояния гармонии, как критерия наличия положительных и отрицательных тенденций при оценивании рассматриваемой ситуации. Применение технологии выработки формулировки и построения онтологии показано на примере понятия «любовь». Отмечено, что в основе любви лежат положительные тенденции в состоянии гармонии, а также ряд других существенных признаков. Предложены формулировки ряда понятий, связанных с любовью. На основании полученных результатов определено место систем искусственного интеллекта в формируемом целостном построении, указаны ограничения на потенциальные возможности таких систем. Трансдисциплинарная технология носит универсальный характер и может быть применена, в том числе и в области онтологий. Статья предназначена для специалистов, интересующихся целостной онтологической картиной на уровне фундаментальных понятий.
Бесплатно
Построение хранилища обобщённых вычислительных экспериментов на основе онтологического подхода
Статья научная
Рассмотрена задача организации хранения и доступа к информации об обобщённых вычислительных экспериментах, связанных с математическим моделированием реальных физических процессов. Обобщённый вычислительный эксперимент предполагает многократное решение задачи численного моделирования при различных наборах значений определяющих параметров модели, что позволяет получить решение для некоторого класса задач математического моделирования, заданного в многомерном пространстве параметров. Предложен подход к построению хранилища данных, описывающих обобщённые вычислительные эксперименты, включая историю их планирования и корректировки сценариев проведения. Обсуждаются особенности хранения обобщённых вычислительных экспериментов, положенные в основу построения логической и физической моделей хранилища. Для организации эффективного взаимодействия пользователя с хранилищем предложена онтологическая модель обобщённого вычислительного эксперимента и связанная с ней структура метаданных, на основе которой реализуется механизм формирования запросов к хранилищу в терминах предметной области моделирования. Обсуждается применение разработанного подхода для хранения и анализа данных об обобщённом вычислительном эксперименте, связанном с оценкой точности численных моделей программной платформы OpenFOAM для трёхмерной задачи сверхзвукового обтекания клина.
Бесплатно
Предпроектный анализ интеллектуального жилого дома для условий Арктики
Статья научная
Сочетание неблагоприятных природных условий и малой населённости арктических пространств усложняет подходы к проектированию и строительству жилья для этих мест и определяет требования к автоматизированным средствам жизнеобеспечения, внутреннему устройству и надёжности жилых домов. В статье рассматривается проблема структурного синтеза интеллектуального жилого дома для арктических условий. Вводится классификация условий ограничения, накладываемых на конструктивные решения, принимаемые при проектировании. Ставится задача удовлетворения ограничений применительно к разработке конструктивных решений и автоматизации здания. В качестве цели назначается получение допустимого решения задачи синтеза на основании формализованных знаний об условиях эксплуатации, при котором целевая функция принимает наименьшее значение. Рассмотрены вопросы выбора целевых функций. Предложен подход к созданию новых привлекательных проектов интеллектуальных жилых домов для условий Крайнего Севера России, позволяющих обеспечить уют и безопасность с использованием последних достижений инженерной мысли в области автоматизации и надёжности автоматизированных систем. Привлекательное и уютное жильё поможет решить вопрос привлечения людей для обживания арктических пространств, их исследования, освоения и сохранения для потомков.
Бесплатно
Представление математических понятий в онтологии научных знаний
Статья научная
Рассматриваются особенности математических предметных областей в контексте построения он- тологии научных предметных областей. Приводятся примеры из разрабатываемого тезауруса по уравнениям смешанного типа из раздела уравнений с частными производными математической физики. Особое внимание уделяется вопросам представления и актуальной поддержки тезауруса адресата. Предлагается использовать специализированные тезаурусы, где наряду с определениями на естественном языке присутствуют символьные выражения. Этот подход позволяет уточнить запрос, используя математическую запись в ТеХ-нотации независимо от языка первоисточника, что приводит к уменьшению поискового шума и сокращению времени поиска. Обсуждается во- прос о том, почему всѐ ещѐ недостаточно создано математических тезаурусов и что надо сделать, чтобы они использовались в цифровых библиотеках наряду с другими информационными ресур- сами. Приводится пример создания тезауруса для отдельной математической предметной области. Особая трудность состоит в описании родо-видовых отношений в математических предметных областях, предлагается один из вариантов описания этих связей для уравнения смешанного типа.
Бесплатно
