Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 556
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 графа знаний по телекоммуникационным данным
Статья научная
В работе описывается метод построения графа знаний по телекоммуникационным данным на основе проприетарных и эталонных моделей, используемых в области телекоммуникаций. В качестве эталонных рассматриваются модели, входящие в фреймворк, разработанный консорциумом TM Forum. Граф знаний проприетарных моделей предлагается строить с помощью автоматизированной обработки лог-файлов автотестов и таблиц БД биллинговой системы. Актуальность применения графов знаний обусловлена их структурированностью и семантичностью, а также возможностью последующего применения алгоритмов машинного обучения для генерации рекомендаций по оптимизации телекоммуникационных процессов и систем. Предложено применение метода на основе подхода многошагового рассуждения для создания интерпретируемых рекомендаций по восстановлению отсутствующих связей, путём их прогнозирования в проприетарном графе знаний. Предложенный метод рассматривает многошаговое рассуждение как задачу ответа на вопрос с использованием обработки естественного языка. Применение разработанного решения на основе нейросетевой архитектуры трансформера обеспечило интерпретируемые результаты с сохранением значений метрик, по сравнению с аналогами.
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
Статья научная
Статья посвящена рассмотрению роли актора в назначении функциональных свойств базовых и эталонных образцов аппаратно-программных комплексов (АПК). Рассмотрены особенности формирования внешнего облика АПК с позиций положений теории интерсубъективного управления. Рассмотрены понятия «вредные» и «полезные» функции АПК с учётом точки зрения различных акторов. Предложены векторные представления функциональных свойств базовых образцов, приведена многомерная модель, позволяющая анализировать функциональные свойства АПК с учётом разных режимов использования и различных мнений акторов. Предложен подход к оцениванию степени отклонения свойств АПК от базовых, а также функциональной пригодности АПК с учётом совокупности оценок акторов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы, связанные с упрощением применения онтологий, описанных на языке OWL, в качестве основы функционирования графических пользовательских интерфейсов. В частности предлагается создание промежуточного модели - онтологии пользовательского представления, для произвольной OWL-онтологии, ориентированной в первую очередь на непосредственную визуализацию в виде графовой структуры. Рассматривается структура такой модели, а также порядок отображения в ней аксиом исходной OWL-онтологии и их визуализация.
Бесплатно
Применение векторного формализма в логике и логико-математическом моделировании
Статья научная
В статье выполнен обзор ряда направлений, посвящённых применению векторного формализма в логических исследованиях. Выделяются три таких направления. Первое связано с усложнением формального аппарата классической математической логики за счёт векторизации категорий Истины и Лжи. Оно представлено векторной логикой Е. Мизрахи и матричной логикой А. Штерна. Второе основано на векторизации логической семантики. В нём истинность рассматривается как многокомпонентный вектор. Здесь отмечены логика К.И. Бахтиярова, нейтрософская логика Ф. Смарандаке и логики с векторной семантикой. Третье направление связано с векторизацией силлогистики Аристотеля. Векторное представление в последнем случае используется для частичной визуализации и автоматизации построения силлогизмов. Все три направления имеют практическое значение и находят применение, в частности, для решения задач в области вычислительной техники и искусственного интеллекта.
Бесплатно
Применение графов знаний для клинического мониторинга процесса лечения
Статья научная
Для всех этапов лечебно-диагностического процесса необходим мониторинг состояния пациентов. На этапе лечения задачами мониторинга являются оценка эффективности тактики лечения и его безопасность: отсутствие осложнений и нежелательных последствий от приёма медицинских препаратов или процедур и их сочетаний. Для улучшения взаимодействия врач - пациент и качества лечебного процесса необходимо создание интеллектуальных средств мониторинга. В мониторинге по информации о пациенте с помощью формализованных знаний предметной области требуется определить, результаты каких наблюдений и в какие моменты времени покажут, является ли состояние пациента отличающимся от прогнозируемого. Цель исследования - разработать онтологию для формализации знаний, применяемых для выбора и объяснения параметров мониторинга в процессе лечения. Выделены основные связи понятий, достаточные для решения задач мониторинга состояния пациента в процессе лечения. На их основе построен онтологический граф для класса задач мониторинга в медицине. Описан метод построения графов знаний для произвольных заболеваний, а также процесс рассуждения для определения состояния, отличного от ожидаемого. Показаны процесс рассуждения и выдача рекомендации. Предложенный подход положен в основу системы поддержки принятия решений для этого класса задач, где параметры мониторинга могут изменяться с учётом стадии лечения, состояния и особенностей пациентов.
Бесплатно
Применение графовых моделей в проектном управлении
Статья научная
Исследуется возможность применения графовых моделей в проектном управлении для решения задачи формирования проектной группы и распределения работ проекта между потенциальными исполнителями. Выделены возможные направления применения онтологического моделирования в проектном управлении. Средствами редактора онтологий Protégé реализована онтология проекта. Исследуется возможность построения векторных представлений элементов простых графов и графов знаний в задаче формирования проектной группы. Задачи исследования: построение графовых моделей проектов - простого графа и графа знаний; применение векторных представлений вершин и отношений графовых моделей для решения задачи распределения работ проекта. Рассматривается возможность применения мер семантической близости в онтологии. Новизна предложенного подхода заключается в использовании при формировании проектной группы данных об участниках реализованных проектов, что повышает вероятность успешной реализации проекта. Представление элементов графа в виде числовых векторов позволяет применить к исследованию предметной области методы машинного обучения. Приводится пример решения задачи формирования рабочей группы проекта, в котором осуществлён выбор исполнителей проектной работы. Все расчёты осуществлены средствами языка Python .
Бесплатно
Применение инструментов онтологического анализа для формирования расчётных моделей электроснабжения
Статья научная
Предлагается концепция интеллектуальной поддержки процесса автоматизированного формирования расчётных моделей электроснабжения в информационных системах энергетических предприятий, основанная на принципах управления знаниями. Концепция включает проведение онтологического анализа данных и формирование соответствующих баз знаний. Декомпозированы этапы процесса управления знаниями о параметрах расчётных моделей электроснабжения с целью разработки инструментов их автоматической генерации в биллинговых системах. Определены наборы параметров объектов электроснабжения и параметров, характеризующих объём энергопотребления, показатели цены и параметры расчёта стоимости потребленной электроэнергии, которые наряду с отношениями между сущностями и их функциональными связями определяют структуру онтологий. Впервые даны определения расчётной модели электроснабжения как семантической модели, состоящей из совокупности базовых понятий электроэнергетики, и как системы знаний о методах хранения и обработки информации о величинах энергопотребления. Построена онтология процесса формирования расчётных моделей с применением онтологического редактора Protégé. Сформулированы требования к базе знаний системы поддержки процесса формирования расчётных моделей в информационных системах и обоснована возможность применения технологий интеллектуального анализа данных с механизмами проверки на непротиворечивость, достаточность и непрерывность знаний посредством применения методов формирования нечётких правил. Это позволяет обосновать возможность применения принципов нечёткой логики для автоматизированного формирования расчётных моделей электроснабжения в биллинговых системах.
Бесплатно
Применение метода парных сравнений при проектировании композитных корпусов космических телескопов
Статья научная
Рассматривается задача проектирования прецизионных крупноразмерных корпусных конструкций. Отмечена перспективность применения композиционных материалов в крупногабаритных несущих конструкциях космических телескопов. Проектная задача создания несущей конструкции корпуса телескопа оптико-электронного комплекса сформулирована в стандартной форме в терминах нелинейного математического программирования. Осуществлена декомпозиция задачи на ряд структурных и параметрических подзадач. Отмечены трудности формализации задачи выбора структурных решений и на примере корпусной композитной конструкции космического телескопа показаны пути её решения. Подробно рассмотрены выбор концепции силовой схемы корпуса телескопа и директивной технологии его изготовления. Для выбора рационального варианта конструкции и технологических приёмов изготовления корпуса с учётом разнородных требований к изделию применён метод парных сравнений. Приведены оригинальные технические решения, подтверждённые патентами: корпус телескопа в виде оболочки с наружным набором подкрепляющих рёбер и технология её формования с использованием эластичных формующих элементов. Показаны примеры корпусных конструкций из композиционных материалов, спроектированных и изготовленных с использованием представленных методов. Эффективность применённых методов при проектировании композитных конструкций в условиях действия комплекса разнородных требований к изделию подтверждена параметрами изготовленных изделий.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты экспериментов по оценке применимости методов машинного обучения для решения задачи распознавания аргументативных связей в текстах научной коммуникации. Под аргументативной связью понимается отношение, связывающее посылку и заключение типового рассуждения или аргумента, используемого автором для убеждения аудитории. Для оценки качества применялись характеристики точности, полноты и F -меры, полученные при решении задачи распознавания аргументативных связей между смежными текстовыми фрагментами двух видов: предложений и клауз. Базой эксперимента послужил русскоязычный корпус текстов из области научной коммуникации с размеченной экспертами-лингвистами аргументацией. Для разметки использован инструмент ArgNetBank Studio , позволяющий создавать коллекции текстов с детализированной разметкой аргументации. На основе размеченных текстов построены наборы данных для машинного обучения, в которых соотношение связанных и несвязанных аргументативными отношениями пар фрагментов текста (предложений или клауз) составило 1 к 3. Для повышения качества обучения моделей наборы были сбалансированы двумя способами. В первом случае баланс достигался за счёт того, что из каждого текста отбиралось равное количество пар обоих типов, во втором - пары дублировались. На полученных наборах данных проведены эксперименты по связыванию фрагментов текста методами машинного обучения разных типов. Экспериментально определён диапазон изменения оценок качества при распознавании связанных фрагментов в зависимости от их доли в обучающей и тестовой коллекциях. Установлено, что в рамках существующего дисбаланса в реальных коллекциях значения оценок качества могут изменяться в пределах 40-50%. Новизна работы заключается в исследовании диапазона возможных расхождений в оценках качества при применении разных методов машинного обучения на сбалансированных и несбалансированных обучающих и тестовых коллекциях на русскоязычном материале.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время идёт активная цифровизация процессов предоставления государственных услуг и исполнения функций государственными органами власти. В сфере государственных услуг поставлена задача их проактивного предоставления, вследствие чего появляется необходимость разработки систем поддержки принятия решений для оказания услуг населению в проактивной форме и их информационного обеспечения. Такие системы должны иметь возможность адаптироваться к изменению законодательства и обладать таким механизмом логического вывода, который мог бы определять государственные услуги, полагающиеся заявителю, на основании ограниченной информации о нём. Цель работы - исследование возможности применения миварного подхода при создании подобных систем поддержки принятия решения. Описана суть миварного подхода как математического аппарата для разработки систем искусственного интеллекта, созданных путём комплексирования продукционного подхода и «сетей Петри». Рассмотрены модели и методы миварного подхода, проведён анализ моделей представления структур данных, а также методов поиска маршрута логического вывода на сети правил. Представлено технологическое и техническое описание системы поддержки принятия решений, основанной на миварном подходе. Предложены этапы построения логической сети гиперправил с мультиактивизаторами, созданной с использованием экспертных систем, и показана её реализация на примере предоставления государственных услуг.
Бесплатно
