Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 633
Интеллектуальная поддержка анализа градостроительных проектов на основе онтологии
Статья научная
Проектирование градостроительных объектов основано на подходах, которые включают создание новых методов извлечения и представления знаний и позволяют адаптировать цифровые модели к изменяющимся условиям, упрощая согласование междисциплинарных требований. В статье рассматриваются вопросы формализации знаний о типах строительных конструкций, стандартах, условиях эксплуатации и других видах данных, которые необходимо учитывать в процессе градостроительной деятельности. На основе анализа процесса проектирования и нормативносправочной документации разработана онтология, которая предназначена для поддержки оценки градостроительных проектов. Предложен метод анализа градостроительных проектов, который обеспечивает интеграцию данных информационной, геометрической и онтологической моделей для проверки соответствия цифровых моделей и проектной документации нормам и стандартам. Метод инвариантен к градостроительным проектам, и условия его применения зависят от полноты баз данных и правил. Программная реализация метода позволяет снизить трудоѐмкость экспертизы градостроительных проектов и повысить их качество.
Бесплатно
Интеллектуальная поддержка принятия решений при анализе рисков инновационного проекта
Статья научная
Рассмотрены вопросы управления инновационными проектами, реализуемыми на производственных предприятиях. Актуальной задачей является своевременное оказание поддержки в принятии решений всем участникам проекта. Целью исследования является изучение возможностей использования интеллектуальных технологий управления знаниями для поддержки принятия решений при выполнении инновационных проектов, разработка методологических и теоретических основ управления инновационными проектами в условиях неопределѐнности и риска на основе онтологического анализа и обработки знаний. По результатам анализа рисков сформированы уровни проблемных ситуаций, возникающих в ходе реализации инновационных проектов в среде производственных предприятий. Выделены основные проблемные ситуации, для решения которых участники инновационного проекта обращаются к онтологии. Предложен подход к управлению инновационными проектами, основанный на системной интеграции онтологии управления инновационными проектами и онтологии поддержки принятия решений. Построены интегрированная онтология поддержки принятия решений при управлении инновационными проектами. Новизна предложенной онтологии заключается в отображении понятий процессов управления проектами для формирования описаний различных ситуаций, требующих принятия решений
Бесплатно
Статья научная
Поддержка принятия управленческих решений в сложных системах, функционирующих в условиях неопределённости и ресурсных ограничений, предназначена для повышения эффективности управленческой деятельности и качества принимаемых решений, которые зависят от используемых для поддержки решений технологий, методов, качества данных и знаний. В настоящей статье рассмотрена математическая модель задачи управления ресурсами сложных систем с учётом семантических ограничений. Для решения задачи управления ресурсами с учётом семантических ограничений предметной области предложен обобщённый алгоритм на основе многоагентного подхода. Сформулированы основные требования и принципы к системе поддержки принятия решений при управлении ресурсами сложных систем. Представлено основное содержание видов обеспечений системы поддержки принятия решений. Приведены описание разработанного прототипа и результаты оценки эффективности его применения на примере решения задачи управления ресурсами в условиях чрезвычайных ситуаций.
Бесплатно
Статья научная
Системы управления предприятиями связывают в единое целое деятельность специалистов различных структурных подразделений, решающих свои частные задачи в тесном взаимодействии со своими коллегами, а также с представителями внешних организаций. Это даёт возможность формировать единое информационное пространство предприятия, а также единое пространство принятия решений, основанное на использовании массива накопленной информации, связанной с управлением бизнес-процессами. В данной статье рассматриваются вопросы повторного использования знаний и организации системы поддержки принятия решений при управлении взаимодействующими бизнес-процессами в проектно-ориентированных организациях. Представлен фрагмент онтологии прецедента проблемной ситуации. Разработана методика формирования онтологической модели управления взаимодействующими процессами в ИТ-проектах. Новизна применённой математической модели, лежащей в основе интеллектуальной системы, заключается в сочетании различных механизмов логического вывода при принятии решения в проблемной ситуации на базе всей имеющейся информации о предметной области. Разработана стратегическая карта консалтинговой организации, позволяющая оценить достижение целей и экономическую эффективность принятых с помощью интеллектуальной системы решений.
Бесплатно
Интеллектуальные технические системы на основе фотоники
Статья научная
Обсуждаются перспективы развития фотоники, показана значимость и актуальность проведения исследований в данной области. Раскрыт потенциал, которым обладает фотоника при ответе на социально-экономические вызовы цифровой трансформации. Продемонстрированы возможности, открывающиеся при внедрении устройств на основе фотоники в различных технических системах, предназначенных для повышения безопасности среды обитания и качества жизни человека. Рассмотрены структуры и устройства на базе фотоники для таких ключевых приложений как спектроскопия, аналоговые оптические вычисления, оптические нейронные сети. Указаны возможные приложения фотонных сенсоров и спектрометров нового типа, раскрыты их назначение и конкурентные преимущества. Рассмотрены сверхточные компактные фотонные спектрометры различных конфигураций. Обсуждаются преимущества аналоговых вычислителей перед традиционными электронными устройствами. Рассмотрены структуры нанофотоники, предназначенные для вычисления дифференциальных и интегральных операторов, показаны решения для задачи выделения контуров на изображении. Проанализирована концепция реализации искусственного интеллекта на платформе фотоники в виде оптических нейронных сетей. Рассмотрены структуры, состоящие из последовательности дифракционных элементов и основанные на принципе Гюйгенса-Френеля, а также структуры, состоящие из волноводов, взаимодействующих по принципу интерферометров Маха-Цендера. Приведена оценка мирового рынка фотоники, которая показывает, что фотоника прочно займёт своё место в индустрии будущего.
Бесплатно
Интеллектуальные технологии слияния данных при диагностировании технических объектов
Статья научная
Слияние разнородных данных, полученных в реальном времени от различных датчиков, является важной задачей при диагностировании технических объектов. В статье рассмотрены вопросы терминологии слияния данных на основе обзора литературы, предложено новое определение термина «слияние данных». Обобщены и систематизированы научные взгляды на проблему слияния данных при диагностировании технических объектов в условиях множества разнотипных датчиков и разнородной информации. Приведена адаптированная классификация слияния данных с учётом различных критериев (отношения между датчиками, уровень абстракции данных, тип архитектуры), а также классификация структурных моделей слияния данных, разработанных для построения интеллектуальных систем слияния данных. Проведён сравнительный анализ моделей процесса слияния данных, представлены их структуры, выявлены достоинства и недостатки моделей. Отмечено, что для эффективного сбора исходных данных, поступающих от множества разнотипных датчиков, и их обработки можно использовать несколько моделей слияния данных или их комбинации. Все основные аспекты, касающиеся интеллектуальных технологий слияния данных, рассмотрены в столь полном объёме на русском языке впервые.
Бесплатно
Интеллектуальный метод поддержки принятия решений в типовой ситуации
Статья научная
Рассмотрен метод поддержки принятия решений с использованием базы знаний. Показана актуальность исследований, связанных с принятием решений в типовых ситуациях. Рассмотрены вопросы системной интеграции нормативного базиса, онтологической модели и базы знаний интеллектуальной системы поддержки принятия решений в рамках бизнес-процесса. Сформирована модель пополнения базы знаний на структурном и аналитическом уровнях, демонстрирующая связь важнейших элементов системы: онтологической модели, базы знаний и нормативной подсистемы. Предложен алгоритм пополнения базы знаний. На основе использования теоретико-множественного аппарата описаны операции по работе со знаниями. Рассмотрены принципы адаптации онтологической модели как информационного объекта для увязки с базой знаний. Предложена концептуальная схема онтологической модели для принятия решений в рамках бизнес-процесса. Разработана и представлена информационная модель специализированной базы данных, применяемой в качестве технического базиса для построения базы знаний системы поддержки принятия решений в типовой ситуации, описаны её основные структурные элементы, принципы их взаимосвязи и подход к обеспечению непротиворечивости внутренней структуры.
Бесплатно
Интерактивное порождение новых знаний на основе автоматических средств логического вывода
Статья научная
Работа относится к области представления знаний и алгоритмизации их обработки. Для описания предмета рассмотрения совокупностью утверждений и их обработки используются логические средства первопорядкового типа. В отличие от известных достижений в области автоматического доказательства (АД) в формальных аксиоматических теориях, автоматический синтез текстов утверждений затруднён плохой формализуемостью понятия ценности знания, содержащегося в тексте. В работе на основе развития исчисления позитивно-образованных стандартизованных формул (пос-формул) исследуются возможности автоматизации анализа описания предмета рассмотрения и интерактивного порождения содержательных утверждений для совершенствования этого описания. Предлагаемый метод интерактивного порождения знаний объединяет возможности АД с алгоритмизированным человеко-машинным синтезом текстов новых знаний. АД в исчислении пос-формул помогает человеку не только в анализе свойств, но и в выборе требуемых свойств описания предмета рассмотрения. При выявлении посредством АД отсутствия в анализируемых знаниях свойства, желательного для человека, осуществляется формирование гипотезы, логически гарантирующей наличие требуемого свойства. Автоматически синтезируются в предварительном виде варианты гипотез, дорабатываемые затем интерактивно для повышения содержательности порождаемого текста нового знания. Обосновываются правила синтеза. Их применение продолжает вывод в ситуациях неприменимости базового правила вывода в исчислении пос-формул. Расширение исчисления правилами синтеза преобразует его как первопорядковое исчисление дедуктивного типа в средство дедуктивно-абдуктивного вывода, которое отличается от известных работ, использующих абдукцию, отсутствием ряда ограничений. На иллюстративных примерах показаны представление, анализ и порождение знаний. На этих примерах при интерактивной обработке знаний видна важность наглядности обрабатываемого текста, обеспечиваемой крупноблочной структурой пос-формул, построенных из типовых кванторов. В заключение сформулированы итоги работы и возможные направления развития полученных результатов.
Бесплатно
Интерактивное приложение, реализующее метод уверенных суждений на массовой программной платформе
Статья научная
В статье рассматриваются функциональные возможности и архитектура интерактивного приложения, предназначенного для поддержки принятия многокритериальных решений на основе метода уверенных суждений С.А. Пиявского. Приводится описание отдельных составляющих этого метода, которые необходимы для раскрытия темы статьи в форме, ориентированной на компьютерное представление данных и знаний. Рассматриваемое приложение обеспечивает хранение и доступ к банку универсальных коэффициентов важности частных критериев и реализует ядро информационной методики принятия решений, основанной на методе уверенных суждений. Методика включает следующие этапы: формирование списка альтернативных решений с оценками каждого из них по набору частных количественных критериев; построение политики выбора, определяющей упорядоченность частных критериев по важности для лица, принимающего решение; нормализация постановки многокритериальной задачи в соответствии с базовой оптимизационной математической моделью; оценивание каждого альтернативного решения в рамках этой модели; отбор лучших альтернативных решений. Приложение автоматически согласовывает создание и редактирование списка альтернативных решений с определением границ варьирования политикой выбора и объединяет все этапы решения обратными связями через пользователя. Функциональное наполнение рассматриваемого приложения представлено схемой взаимосвязи основных активностей приложения и их продуктов и UML -диаграммой вариантов использования приложения. Архитектура приложения описана в виде интеллект-карты. Приложение реализовано на платформе табличного процессора Excel и языка программирования VBA . Основной целью такого выбора было обеспечение доступности и облегчение освоения передовой методики принятия многокритериальных решений широким кругом пользователей, использующих Excel в своей профессиональной работе.
Бесплатно
Интервальная производная и начала недетерминистского дифференциального исчисления
Статья научная
Показана возможность обобщения классического дифференциального исчисления на функции с интервальной неопределенностью переменных. Введено понятие производной от такой функции. Получены формулы, представляющие в явном виде интервальные производные любого порядка.
Бесплатно
Интервальное представление истинности при информационном и нативном противоречиях
Статья научная
Рассмотрены вопросы интервального представления истинности при информационном и нативном противоречиях в логиках с векторной семантикой. Представлен расчѐт интервальных значений для логических связок при обоих видах противоречия в этой семантике, обсуждены правила логического вывода modus ponens и modus tollens. Понятие нативного противоречия ориентировано скорее на физические, чем на информационные объекты, но формализм, разрабатываемый для нативного противоречия, может использоваться в системах поддержки принятия решений на основе знаний. Степени уверенности в истинности/ложности суждений в подобных системах часто задаются экспертно, поэтому для обработки интервальных значений истинности требуется соответствующий формализм. Дано интервальное представление истинности для трѐх форм связок конъюнкции, дизъюнкции и двух форм связок отрицания. Обсуждаются особенности вывода с использованием правил modus ponens и modus tollens в интервальном представлении для информационного и нативного противоречий. Сделан вывод о пригодности предлагаемого формального аппарата для систем поддержки принятия решений, основанных на знаниях. В онтологическом моделировании формализм векторной семантики находит применение в условиях неполноты и противоречивости накопленной эмпирической информации.
Бесплатно
Информационная модель результатов научного исследования
Статья научная
Результаты научного исследования существуют в разных формах, появляются на разных этапах процесса исследования и описываются несколькими относящимися к ним понятиями. Во-первых, это этапы исследования, на которых они производятся. Выделяют несколько этапов - от поиска информации до распространения результатов. На каждом из них исследователь осуществляет деятельность, направленную на получение результата. Во-вторых, сами результаты исследования существуют в разных формах - от традиционных статей до наборов данных, получаемых в результате экспериментов или знаний исследователя, лежащих в основе гипотез. Их условно можно разделить на контент, данные и знания. Для производства результатов, в-третьих, используется набор инструментов, которые могут быть классифицированы по результату, который они обеспечивают. В-четвёртых, результатам может быть обеспечен разный уровень доступности, который складывается из степени их открытости научному сообществу и интегрированности в существующие системы организации исследовательской информации. В работе впервые предлагается информационная модель результатов исследования, соединяющая рассмотренные характеристики. Изложенный материал может быть полезен при организации научно-исследовательских работ, в особенности на уровне руководителей и администраторов научных групп.
Бесплатно
Информационная система на основе фармацевтической онтологии
Статья научная
Для автоматизации рабочих процессов аптечного пункта предлагается информационная система на основе фармацевтической онтологии. Сущностями в разработанной онтологии являются лекарственные средства, симптомы и заболевания. В качестве источников описаний отношений между сущностями используются инструкции к лекарственным средствам, препаратам и их аналогам. Основные свойства препарата описываются его характеристиками: название, срок годности, фармакологическая группа, место хранения, форма отпуска, производитель, цена и др. Особенностями спроектированной информационной системы являются: возможность поиска лекарственных средств и препаратов из числа имеющихся в аптеке и внесённых в онтологию по симптому или заболеванию; ограничение продажи лекарственных средств, имеющих противопоказания у покупателя. Функционирование большинства модулей информационной системы осуществляется с использованием машины логического вывода онтологии. Для каждого конкретного процесса проводится автоматическая проверка согласованности ограничений в онтологии с учётом специфики хранения, отпуска и продажи фармацевтических препаратов. К особенности разработанной информационной системы можно отнести её способность осуществлять семантический поиск по объектам фармацевтической онтологии.
Бесплатно
Информационная система поддержки предварительного проектирования малых космических аппаратов
Статья научная
С развитием информационных технологий значительно выросла роль систем поддержки процесса проектирования технических изделий. Возможности систем управления знаниями позволяют обеспечивать общность терминологии, определений объектов и отношений между ними. Использование формальной семантики необходимо для поддержки многократного использования знаний. В статье рассматриваются пути повышения эффективности процесса проектирования малых космических аппаратов и создания средств для обмена знаниями о функциональных характеристиках типовых подсистем таких аппаратов. Рассматривается создание информационной системы поддержки предварительного проектирования малых космических аппаратов, которая содержит информацию, связанную с отношениями между функциями и компонентами подсистем и их характеристиками. Созданная система позволит упростить синтез различных конфигураций изделий. При разработке информационной системы использовались современные подходы в области структурных и функциональных классификаций систем малых космических аппаратов, существующие в отрасли таксономии, подходы к созданию структур баз данных. База данных информационной системы содержит набор характеристик широкой номенклатуры оборудования малых космических аппаратов. В качестве примера применения информационной системы поддержки проектирования малых космических аппаратов рассмотрен процесс выбора характеристик системы электропитания для перспективного малого космического аппарата, предназначенного для обеспечения связи между подвижными наземными терминалами
Бесплатно
Информационно-аналитическая система детектирования движения объектов на пешеходном переходе
Статья научная
Для регулирования пешеходного и транспортного потоков на перекрёстках внедряются системы, которые используют модели, обеспечивающие изменение временных промежутков работы сигналов светофоров в зависимости от количества пешеходов и автомобилей, находящихся на перекрёстке. Подобные системы содержат видеокамеры, фиксирующие передвижение участников дорожного движения, что позволяет улучшить контроль и регулирование дорожного движения в режиме реального времени. В данной работе представлена информационно-аналитическая система управления транспортным и пешеходным потоками, которая основана на нейронной модели YOLO , позволяющей распознать объекты. В этой системе выполняются следующие операции: преобразование исходного изображения в градации серого; размытие изображения по Гауссу; детектирование границ объектов с помощью фильтра Канни и нечётко-логического метода детектирования контуров объектов; контурная обработка, в процессе которой каждому найденному контуру присваивается определённый номер. Нейронная сеть сопоставляет обнаруженные контуры с данными из обучающей выборки и принимается решение о том, является ли рассматриваемый объект человеком или автомобилем. Приведены результаты экспериментальных исследований описанных алгоритмов для решения задачи распознавания объектов. В экспериментах использовалось модификация ранее разработанного программного обеспечения и изображения перекрёстков с пешеходными переходами, взятые с видеокамер, установленных на улицах города Курска. По результатам экспериментов показатель точности распознавания объектов составил 72,4%.
Бесплатно
Использование онтологий для контекстуализации запросов к большим языковым моделям
Статья научная
Применение больших языковых моделей стало распространённым явлением в вопросно-ответных и диалоговых системах. Для этого модель должна быть предварительно обучена на подготовленных текстовых данных, что позволяет ей с высокой вероятностью генерировать корректные реплики в диалоге с пользователем. Однако качество ответов снижается, если вопросы начинают касаться предметов, процессов и явлений, которые в меньшей степени описаны в текстах, использованных для обучения модели. Для этого данные, являющиеся новыми для модели, передаются ей вместе с пользовательским запросом в виде контекста, который обычно формируется с использование векторной базы данных текстовых фрагментов. В статье предлагается использование в качестве источника контекстных данных вместо векторной базы данных онтологии предметной области. Онтологии снабжаются лексическим представлением формализованной в них терминологической системы для идентификации релевантного пользовательскому запросу онтологического фрагмента и трансформации его в естественно-языковой текст формируемого контекста. Это позволяет уменьшить объём текста ответа и повысить степень его семантического соответствия пользовательскому запросу. В статье рассматриваются минимальные требования к структуре лексического представления онтологии: наличие естественно-языковых наименований, их форм для понятий и отношений, а также их лексических значений. Применение предложенного подхода показано на примере получения ответа на вопрос по научным статьям с использованием большой языковой модели. Обсуждаются преимущества и недостатки предложенного подхода.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен метод создания прототипов баз знаний на основе шаблонов онтологического проектирования и таблиц решений. Метод содержит этапы: построение онтологии предметной области на основе онтологического шаблона содержания; формирование продукционной базы знаний на основе трансформации элементов онтологии предметной области; наполнение базы правил с использованием таблиц решений, а также их интерпретация и отладка. Разработан онтологический шаблон содержания, описывающий процесс технического обслуживания и ремонта согласно действующим стандартам. Трансформация онтологии в продукционную модель и генерация таблиц решений осуществлялись с использованием системы программирования продукционных баз знаний. С целью привлечения непрограммирующих конечных пользователей к процессу заполнения структур баз знаний конкретными правилами использован табличный редактор. Содержательная оценка полученной базы знаний осуществлена с использованием авторской программы-оболочки. Предложенные в работе метод и шаблон апробированы при решении задачи поиска причин неисправностей и формирования последовательности работ по техническому обслуживанию и ремонту системы электроснабжения самолёта Сухой Суперджет 100.
Бесплатно
