Рассматривается задача автоматического синтеза схемы реляционной базы данных по описанию онтологии предметной области в дескрипционной логике. Предлагается алгоритм экспликации и анализа сведений о связях концептов, релевантных задаче генерации схемы базы данных. Приводится пример генерации схемы фрагмента базы данных производственной организации. Отличие предлагаемого алгоритма от уже существующих алгоритмов генерации схем баз данных для онтологий предметной области, описанных на языке дескрипционной логики, заключается в том, что он ориентирован на создание базы данных для хранения информации (фактов) о состоянии предметной области, которая пригодна не только для решения логических запросов со стороны базы знаний (основанной на дескрипционной логике и логическом выводе), но и для обработки обычных SQL запросов со стороны любых других инженерных приложений (информационных систем), работающих с этой информацией. Полученная в результате логического анализа онтологии схема базы данных достаточна для хранения информации о любом не противоречащем онтологии состоянии предметной области, гарантирует ссылочную целостность данных и позволяет организовать эффективный доступ к ним.

Бесплатно

Система выбора и ранжирования альтернатив Свирь-М: теоретические основы и практика применения

Микони С.В., Соколов Б.В., Бураков Д.П.

Статья научная

Рассматриваются системы верхнего уровня принятия решений - выбора вариантов на конечном множестве альтернатив, - названные системами многомерного оценивания объектов. Приводятся примеры таких систем. На основе невозможности установления в общем случае полного и строгого порядка на конечном множестве альтернатив логическими методами даётся теоретическое обоснование универсальности системы, включающей логические и вычислительные методы многомерного оценивания объектов. Приводятся аксиомы, положенные в основу разработки логических и вычислительных моделей многомерного оценивания объектов. На основе принципов системного анализа, применяемых для выбора сущностей по многим показателям на конечном множестве альтернатив, устанавливаются связи между методами многомерного упорядочения и классификации объектов, а также связи внутри групп этих методов. Такие связи воплощены в дереве задач, решаемых в новой редакции системы выбора и ранжирования СВИРЬ-М. Излагаются принципы, положенные в основу разработки этой системы, которая состоит из девяти программ, настраиваемых на требуемую задачу. В интерфейсе настройки на решаемую задачу моделируется дерево задач многомерного оценивания объектов. Исходными данными для СВИРЬ-М является конечное множество объектов, характеризуемое конечной совокупностью показателей и требований к ним. Подготовка исходных данных включает: групповую подготовку, выполняемую в табличном процессоре MS Excel , и индивидуальную, выполняемую средствами системы. Создаваемая в системе модель многомерного оценивания объектов может применяться для решения различных задач. Приводятся примеры применения системы для решения практических задач.

Бесплатно

Система поддержки принятия решений для бизнес-процесса внутреннего аудита качества предприятия

Антонов В.В., Конев К.А.

Статья научная

Изложен подход по применению ситуационно-онтологической методологии построения системы поддержки принятия решений для предметной области внутреннего аудита качества предприятия. Отмечается проблема, связанная с высокими требованиями к компетенции специалистов данной области. Для предметной области внутреннего аудита качества разработана концептуальная модель в виде её функциональной схемы. С использованием стандарта IDEF5 разработана онтологическая модель одной из основных функций бизнес-процесса аудита качества, предложен подход к организации хранения информации бизнес-процесса в базе данных. Для функции классификации причин несоответствий при аудите качества приведён пример настройки решателя интеллектуальной компоненты системы поддержки принятия решений. Выявлены значимые точки принятия решений в бизнес-процессе аудита качества, сформирована структура взаимодействия его участников с интеллектуальной подсистемой системы поддержки принятия решений. Предложена структура интеллектуальной подсистемы системы поддержки принятия решений, используемой в процессе аудита качества на предприятии.

Бесплатно

Система поддержки принятия решений при выборе типа кожухотрубчатого теплообменника

Мокрозуб В.Г., Альсаиди А.А.М.

Статья научная

На примере кожухотрубчатого теплообменника описывается создание онтологии предметной области, позволяющей в зависимости от теплоносителя (аммиак, метанол), технологических условий теплообмена (давление, температура) и геометрических параметров теплообменника (диаметр аппарата) выбрать тип теплообменника (с неподвижными трубными решётками, с компенсатором, с U-образными трубками). Онтология предназначена для использования при проектировании химико-технологических систем на этапе их аппаратурного оформления. Представлена функциональная модель, описывающая основные стадии и информационные потоки аппаратурного оформления химико-технологических систем. Каждая стадия аппаратурного оформления осуществляется с помощью информационной модели, позволяющей преобразовать входной информационный поток в выходной. Описана информационная модель выбора типа теплообменника. Модель представлена продукционными правилами и состоит из операторов определения: материала элементов теплообменника в зависимости от теплоносителя, исполнения по материалу, типа теплообменника. Прототип описанной информационной модели реализован в редакторе онтологий Protégé . Приведена онтология и пример запроса на определение типа теплообменника при заданном теплоносителе и технологических параметрах процесса теплообмена. Данные для создания онтологии взяты из нормативных проектных документов. Сделан вывод о целесообразности использования онтологического подхода при создании «умных» проектных документов, в том числе стандартов и технических условий, которые понятны человеку и компьютеру.

Бесплатно

Система поддержки принятия решений при управлении техническим обслуживанием автономных транспортных средств

Орлов С.П., Сусарев С.В.

Статья научная

Автономные транспортные средства являются сложными объектами, оснащёнными средствами мониторинга технического состояния и передачи данных для диагностики и прогнозирования. Проектирование новых образцов автономных и роботизированных автомобилей неразрывно связано с разработкой системы технического обслуживания. Эффективное функционирование системы технического обслуживания обеспечивается использованием интеллектуальных технологий и цифровых двойников. В статье рассматривается подход к проектированию системы поддержки принятия решений при техническом обслуживании и ремонте парка автономных транспортных средств. Система поддержки принятия решений ориентирована на роботизированные автомобили сельскохозяйственного назначения. Предлагаемая структура системы носит общий характер и может использоваться в транспортно-логистических предприятиях различных отраслей экономики. Представлена общая архитектура системы технического обслуживания, включающая нейро-цифровой двойник транспортного средства, блок аналитики, имитационные модели процессов эксплуатации и сервисные центры. Компонентами нейро-цифрового двойника являются цифровые двойники агрегатов автомобиля, база знаний, онтология предметной области, искусственные нейронные сети и коллектив экспертов. Предлагаемый подход основам на сочетании интеллектуальных технологий и имитационного моделирования во взаимодействии с коллективом экспертов. Разработан комплекс имитационных моделей функционирования парка автономных транспортных средств. Для анализа процессов эксплуатации автономных автомобилей предложены модели, основанные на стохастических временных раскрашенных сетях Петри. Разработанная системы поддержки принятия решений может быть использована на этапе виртуального ввода в эксплуатацию и при реальной работе автономных транспортных средств.

Бесплатно

Система рецензирования в журнале

Другой

Бесплатно

Система семантического анализа ответных текстов обучаемого на естественном языке

Сулейманов Д.Ш.

Статья научная

В статье описывается двухуровневая модель контроля ответа обучаемого, лежащая в основе построения системы семантического анализа ответных текстов на естественном языке в диалоговом контексте. Дается описание двух важных методологических принципов: «детерминированности контекста» и «ожидаемости смысла ответа», за счет которых достигается эффективность системы. Описываются архитектура системы и шесть базовых принципов реализации: выделение системы семантических единиц; семантическая классификация вопросно-ответных текстов на основе типовых отношений; разработка индивидуальных концептуальных грамматик семантических классов; сегментация вопросно-ответных текстов; релевантность представления знаний (модели ответа); открытости системы. Работа системы демонстрируется на примере анализа ответа класса Функция.

Бесплатно

Система управления банковской деятельностью с применением средств искусственного интеллекта

Замула А.А.

Статья научная

Разработана система управления банковской деятельностью, построенная с применением средств искусственного интеллекта. Банковские процессы формализованы с помощью теории множеств, построена схема управления банком, включающая такие управляющие элементы, как процентная ставка и показатель качества банковской деятельности. Сформирована структура интеллектуальной системы поддержки принятия решений. Разработанная на основе онтологического анализа предметной области система управления позволит повысить эффективность принятия решений при выборе направления развития банка.

Бесплатно

Системная модель интеллектуальной предметно-ориентированной профайлинг-системы

Антонов В.В., Харисова З.И., Мансурова З.Р., Родионова Л.Е., Калимуллин Н.Р., Куликов Г.Г.

Статья научная

Современные возможности интеллектуальных систем позволяют значительно расширить применение методов структурно-параметрического анализа данных в предметно-ориентированных областях, ранее считавшихся исключительной прерогативой специалистов-экспертов с соответствующими опытом и знаниями, основанными на онтологии этих областей. Исключением не стали возможности применения интеллектуальных программных аналитических комплексов в области профайлинга - получения характеристик и прогноза поведения личности на основе частных признаков, характеристик физиологии, невербальных и вербальных проявлений. Предлагается системная модель интеллектуальной профайлинг-системы, открывающая возможности как для отбора кадров, так и эффективной подготовки и ротации сотрудников, которая соответствует структуре экспертной системы. Ставится задача обеспечения валидации и верификации моделей с учётом неопределённости. Разработан программный аналитический комплекс, внедрение которого позволит производить поиск и анализ данных, формировать показатели для последующего их использования в принятии решений при управлении процессами организации. Представление знаний об исследуемой предметной области в виде системной модели позволяет применять формальные логические правила, графоаналитические метаязыки и правила для разработки и проектирования программных аналитических комплексов, обеспечить «электронную» прозрачность и открытость в управленческих, технологических и других аспектах. Для реализации данной парадигмы определяются и создаются государственные реестры открытых информационных ресурсов. Новизна результатов представлена на примере формирования комплекса параметров, необходимых для оценки личности с учётом специфики деятельности и структуры организации.

Бесплатно

Системный и онтологический анализы: схожесть и различие понятий

Боргест Н.М.

Статья научная

Термины, понятия и их содержание - не только основы общественных коммуникаций, ключи к взаимопониманию, познанию и передаче знаний, но и основополагающие элементы в построении компьютерных онтологий для систем искусственного интеллекта. Эволюция знаний в предметных областях приводит к эволюции языка, который изменяется, заимствует слова из других областей, расширяя их смыслы. Понятие системный анализ имеет широкое толкование, активно применяется в различных сферах деятельности (науке, экономике, инженерии и др.), углубляясь и адаптируясь под конкретные предметные области. Связанные с системным анализом понятия (система, предметная область, проблемная область и др.) также эволюционируют. Системный анализ фокусируется на взаимосвязи между элементами системы и определении её структуры и функций; включает различные методы моделирования, оптимизации и используется для решения конкретных задач. Онтологический анализ связан с изучением и описанием объектов, событий, процессов и отношений в предметной области, частью которой может являться система (системы); описывает структуру и свойства элементов, составляющих систему, и отношений между ними; используется для создания формального описания системы и обеспечения общего понимания её компонентов. Результат онтологического анализа может быть основой для системного анализа или его частью. Системный и онтологический анализы направлены на понимание сложных систем и их компонентов и могут использоваться вместе. Различие этих понятий во многом определяется содержанием понятий области исследования, её границами, объектом исследования как процесса, целеполаганием, теми традициями и контекстом, которые сложились у исследователей в конкретных предметных областях. В рамках принятой номенклатуры научных специальностей ВАК можно утверждать, что онтологический анализ входит в научную специальность «Системный анализ, управление и обработка информации, статистика».

Бесплатно

Ситуационное управление и мультиагентные технологии: коллективный поиск согласованных решений в диалоге

Скобелев П.О.

Статья научная

Предлагаются принципы создания интеллектуальных систем нового поколения для ситуационного управления ресурсами предприятий в реальном времени на основе формирующейся теории интерсубъективного управления. Предложен мультиагентный подход к построению рассматриваемых систем, связанный с переходом к автономному циклу управления ресурсами, включающему реакцию на события, распределение и планирование ресурсов, оптимизацию решения (при наличии времени), согласование с пользователями, мониторинг и контроль выполнения построенного плана, а также перепланирование при расхождении плана и факта - циклу, присущему любым живым организмам. Ключевой особенностью подхода становится возможность поддержания диалога для достижения системой консенсуса лиц, принимающих решения. Предлагаются направления дальнейших исследований и разработок рассматриваемых систем.

Бесплатно

Ситуационное управление с позиций постнеклассической науки

Виттих В.а

Статья научная

Ситуационное управление рассматривается с позиций постнеклассической научной рациональности, исходящей из того, что знания об объекте соотносятся не только с его особенностями взаимодействия со средствами наблюдения, но и с ценностно-целевыми структурами деятельности субъекта. Описываются основные этапы процесса принятия решения по регулированию проблемной ситуации. Подчёркивается, что ситуационное управление должно стать доминирующей парадигмой организации процессов управления в XXI веке.

Бесплатно

Сквозное проектирование автоматизированных систем на основе онтологий

Негода Виктор Николаевич, Куликова Анна Александровна

Статья научная

В настоящее время проводится большое количество исследований по применению онтологий при разработке автоматизированных систем. Онтологическое моделирование позволяет повысить эффективность процесса разработки программного обеспечения. Разделение труда при разработке автоматизированных систем способствует появлению семантических разрывов между фазами проектного процесса. Практика использования широкого спектра артефактов проектирования, пригодных для повторного применения, является фактором риска нарушения концептуальной целостности, непротиворечивости и полноты разрабатываемых проектных решений. В статье предлагаются: новый подход к онтологическому моделированию автоматизированных систем, который обслуживает проектный процесс их разработки на всех стадиях проектирования вплоть до реализации; новая структура метаданных онтологических спецификаций автоматизированных систем, которая позволяет учитывать семантически важные сущности и особенности разрабатываемой системы. Показано, что применение данного подхода значительно снижает трудозатраты при проектировании сложной автоматизированной системы в условиях изменения требований на различных стадиях создания системы. Применение онтологических моделей в проектном процессе способствует повышению концептуальной целостности, непротиворечивости и полноты разрабатываемых проектных решений.

Бесплатно

Слияние медицинских данных на основе онтологий

Лебедев С.В., Жукова Н.А.

Статья научная

В информационных системах медицинских учреждений хранится большой объём данных, относящихся к проводимым лечебно-диагностическим мероприятиям. Собираемые данные представляют собой слабосвязанный и слабоструктурированный массив. Для повышения эффективности информационной поддержки лечения необходимо внедрить в информационные медицинские системы процесс непрерывного слияния данных и знаний. В статье для реализации этого процесса предложен подход, в котором совместно используются модель слияния данных JDL (Joint Directors of Laboratories) и онтологии. Модель определяет состав этапов процесса слияния данных, их функции и взаимосвязь. Онтологии используются для представления и связывания отдельных наборов данных и знаний. Для детализации этапов и проверки подхода в целом рассмотрен упрощённый сценарий слияния данных и знаний. Сценарий разработан по запросу специалистов Северо-Западного федерального медицинского исследовательского центра имени В.А. Алмазова Минздрава России, который является одним из ведущих центров в области кардиологии (Россия, Санкт-Петербург). Сценарий включает несколько этапов, состав которых определён уровнями JDL модели. Предварительно строятся собственные медицинские онтологии. На первом этапе из исходных неструктурированных данных выделяются отдельные объекты - лекарства и диагнозы для каждого пациента. На втором этапе извлечённые объекты связываются с элементами собственных и сторонних онтологий. На третьем этапе на основе установленных связей выявляются пары взаимодействующих лекарств. На четвёртом этапе формируется графическое представление данных. Сценарий позволил подтвердить применимость подхода для слияния медицинских данных, уточнить детали реализации каждого из этапов, определить набор технологий для реализации. В статье предложен новый подход к совместному использованию модели слияния данных и онтологий, позволяющий повысить связанность данных в медицинских информационных системах.

Бесплатно

Совместное применение методов распространения ограничений и структурной декомпозиции для априорного анализа запросов к онтологиям

Зуенко А.А., Ломов П.А.

Статья научная

В отличие от реляционных СУБД, ориентированных на поддержку ссылочной целостности интенсивно меняющихся данных, при использовании RDF-репозиториев для хранения онтологий нет необходимости оперировать такими атомарными структурами, как элементарный кортеж таблицы, а можно использовать более подходящие структуры для группирования и обобщения информации. В статье онтология рассматривается как совокупность отношений (унарных и бинарных), выраженных с помощью специализированных матрицеподобных структур - С -систем, что позволяет ставить и решать задачи вывода на онтологии как задачи удовлетворения ограничений. Рассматриваемая в статье задача априорного анализа и упрощения SPARQL-запросов решается для онтологий, которые разработаны с применением онтологических паттернов содержания, что обеспечивает предсказуемость структуры потенциальных запросов. Каждому паттерну сопоставляется совокупность шаблонов SPARQL-запросов. Разработан метод априорного анализа и преобразования шаблонов SPARQL-запросов в форму, позволяющую ускорить последующее исполнение конкретизированных пользовательских запросов. Метод основан на совместном применении методов структурной декомпозиции и авторских методов удовлетворения нечисловых ограничений. Применение методов структурной декомпозиции дает возможность разбивать шаблон SPARQL-запроса на части, распараллеливать выполнение подзадач, что особенно актуально при обращении к RDF-репозиториям большого объёма. Для соединения отношений, выраженных в виде совокупности С -систем, применяются авторские методы удовлетворения нечисловых ограничений, которые представляют собой модификации известных методов достижения совместности в вершинах и по дугам. Предлагаемый подход к представлению онтологии, а также к организации процедур вывода на онтологиях, позволяет снизить потребный объём памяти на хранение онтологии и обеспечить приемлемую скорость выполнения SPARQL-запросов.

Бесплатно

Сопоставление понятий проект, проектирование и проектировочная деятельность: исторический, этимологический и гносеологический аспекты

Кочнева Е.М.

Статья научная

В статье сопоставляются понятия «проект», «проектирование» и «проектировочная деятельность» с целью обозначения их понятийного пространства, раскрытия сущности их использования разными науками. Приводятся подтверждения имплицитного присутствия структурных компонентов проектирования в различных философских и психолого-педагогических учениях о сущности психологической активности человека и видах его познавательно-деятельностной активности. На основе анализа работ философов разных исторических эпох обозначены онтологический и гносеологический аспекты предмета проектирования как опережающего отображения и порождения будущего. Выделены и определены основные терминологические дефиниции, необходимые для психологического анализа рассматриваемых понятий. На основе анализа историко-этимологической обусловленности использования понятий «проект» и «план» («проектирование» и «планирование») в русском языке выявлены сущностные различия в употреблении данных понятий и показано, что проектирование как процесс в рамках проектировочной деятельности является конкретной формой проявления прогностических функций человека. Приведены понятия, которые автор предложил включить в формируемый «словарь проектанта».

Бесплатно

Социально-экономический эффект онтологического анализа при создании информационных систем

Боргест Николай Михайлович

Статья научная

Рассмотрены социальный и экономический эффекты, связанные с внедрением информационных систем на основных стадиях их жизненного цикла. При создании и внедрении информационных систем отмечается значимость онтологического анализа предметной области, оказывающего существенное влияние на эффективность функционирования этих систем. Сделана попытка оценки исследуемых эффектов. Приведены примеры оценки эффектов, а в случае отсутствия онтологий предметных областей при создании и эксплуатации информационных систем - оценка потерь. Для систем, использующих математические модели объектов, важным является создание параметризованных моделей, позволяющих избегать повторного их построения за счёт изменения значений параметров. Это позволяет автоматически перестраивать модели при различных значениях параметров, не создавая новые. Трудоёмкость построения параметризованных моделей «окупается» многократным их использованием и значительным уменьшением доли рутинного труда специалистов высокой квалификации. На примере процедуры зачисления абитуриентов в университеты России проведены оценки социальных издержек и непроизводительных экономических затрат, которые исчисляются миллиардами рублей. Показано, что адекватный учёт всех атрибутов сущностей в онтологии позволяет построить на её основе информационную систему, способную эффективно решать задачу обработки информации в автоматическом режиме.

Бесплатно

Специфика и направления машинного представления процессов обучения

Демиров В.В.

Статья научная

В статье рассматриваются предпосылки и условия возникновения такого направления в рамках искусственного интеллекта как машинное обучение. Раскрываются процедурные моменты реализации машинного обучения на основе алгоритмов, которые при помощи методов теории вероятностей и математической статистики оказываются способны к обучению. Под обучением понимается способность алгоритма работать с данными, которые не входят в обучающую выборку как некую матрицу «признак-объект», элементам которой поставлены в соответствие метки класса или выходы. Раскрываются направления реализации машинного обучения в различных прикладных аспектах компьютерных наук, а также перспективы машинного обучения в рамках понимания реального обучения как ядра интеллектуальной деятельности биологических организмов.

Бесплатно

Сравнительная оценка подходов к подготовке бакалавров по авиационным двигателям

Гвоздев А.С., Мелентьев В.С., Лейковский И.Ф.

Статья научная

Представлены предварительные результаты сравнительной оценки двух современных подходов в обучении бакалавров на основе традиционных видов занятий и обучения с использованием иммерсивных технологий по критерию эффективности усвоения знаний обучающимися по направлению 24.03.05 Двигатели летательных аппаратов. В качестве иммерсивной образовательной среды использована платформа «Виртуальный павильон для изучения конструкции авиационных двигателей», представляющая собой совокупность взаимосвязанных учебных пространств: виртуального ангара, учебной лаборатории, моторного класса, мастерской-тренажёра. Платформа оснащена: инструментарием для взаимодействия с объектами при выполнении практических заданий; интегрированными в среду информационно-техническими базами данных по изучаемым двигателям и их интерактивными макетами в виде цифровых копий двигателей, представленных в Центре истории авиационных двигателей Самарского университета. На основе методов тестирования сделана попытка оценки качества освоения обучающимися учебного материала по дисциплине «Введение в специальность». По результатам проведённого анализа можно заключить, что применение иммерсивных технологий в изучении сложных технических объектов позволит сократить применение традиционных средств изучения конструкций двигателей на основе чертежей, схем, разрезных макетов и натурных образцов в пользу виртуальных тренажёров, лабораторий, библиотек и др., включая дистанционное обучение.

Бесплатно

Сравнительное исследование алгоритмов проектирования рекомендательных систем на основе анализа крупноформатных данных о потребительских корзинах

Олянич И.А., Серафимович П.Г.

Статья научная

В статье рассмотрены алгоритмы проектирования рекомендательных систем на основе анализа данных о продуктовых покупках пользователей одного из крупных онлайновых ритейлеров. Используя современные методы хранения и анализа данных, эффективные рекомендательные системы позволяют формировать покупательский интерес клиентов и повысить стоимость среднего чека в отдельных заказах. В статье описана построенная аппаратно-программная система на облачных веб-сервисах Amazon EMR и S3. С помощью данной системы изучен исходный набор данных, построены типовые примеры рекомендаций и впервые произведено сравнение алгоритмов Alternating Least Squares и Singular Value Decomposition на облачном сервисе для анализа продуктовых онлайн покупок. Рассмотрено применение фреймворков Apache Hadoop и Apache Spark для анализа крупноформатных данных о потребительских корзинах. В статье выполнен анализ пиковых дней недели и ранжирована загруженность в течение дня. Найдены популярные категории товаров. Классифицирован спрос на различные группы товаров по дням недели и частота покупок. Выявлены зависимости между первым и последующими заказами, популярные товары при первом и последующих заказах, изменения предпочтений клиентов с течением времени.

Бесплатно

Журнал