Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 543
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
Использование онтологического анализа для создания современных энциклопедических порталов
Статья научная
Обосновывается целесообразность разработки интеллектуальных, семантически структурированных информационных ресурсов Web, предусматривающих как их использование человеком, так и пригодность для автоматизированного анализа. Анализируются преимущества и недостатки технологии Wiki и перспективы её семантического расширения с использованием онтологического анализа. Предложена формальная модель онтологии Wiki-ресурса, на основе которой строится онтология задачи пользователя, предназначенная для использования во внешних интеллектуальных приложениях - например, при семантическом поиске. Описаны основные этапы построения этой онтологии. Рассматривается использование предложенных в работе моделей и методов на примере создания онлайновых энциклопедических изданий, объединяющих свободный доступ к материалам через среду Web с высоким уровнем доверия к контенту, разработанному экспертами. Сформированы базовые требования, предъявляемые к программному обеспечению таких проектов. Обосновывается необходимость семантизации ресурсов, анализируются основные направления развития функционала семантизированных электронных энциклопедий. На основе анализа выразительной мощности средств представления и обработки знаний, которые основываются на Wiki-технологиях, обосновывается необходимость расширения их методами искусственного интеллекта и технологиями Semantic Web. Для разработки портальной версии Большой украинской энциклопедии (е-ВУЕ) построена онтологическая модель энциклопедии. Описаны основные категории и семантические свойства типичных информационных объектов, которые используются в е-ВУЕ и могут применяться для поиска и интеграции информации.
Бесплатно
Использование онтологического подхода для защиты данных при их пересылке и архивации
Статья научная
Проблема передачи текстов в информационных системах непосредственно связана с разработкой алгоритмов сжатия информации, управлением потоками информации, транспортной задачей, контекстным анализом информации для ее адресной доставки. Одним из ключевых вопросов является однозначность трактовки передаваемой информации. В работе предлагается один из подходов к рассмотрению проблемы управления текстами: сжатия и передачи информации в локальной информационной системе, предназначенной для управления персоналом и управления частными текстами. Рассматриваются проблемы сжатия текстов для их передачи по каналам связи и архивации с сохранением смыслового содержания. Для структуризации текстов предлагается использовать метод онтологического анализа. Сжатие текстов предлагается выполнить с применением теории цепных дробей. Предлагаемый подход позволяет выполнить сжатие текста без потерь и может быть использован как вариант защиты текстов при сохранении и пересылке.
Бесплатно
Статья научная
В статье предлагается использовать онтологический подход для создания экспертной системы поддержки принятия решений в задачах концептуального и эскизного проектирования авиационного индикатора. Для создания онтологии использовался редактор Protégé. Показана возможность внедрения аппарата нечёткой логики в онтологию при помощи языка семантических данных SWRL. Схематично изображена структура отношений нечёткой онтологии авиационного индикатора. Для формирования запросов к онтологии и выдачи результатов использовался язык SQWRL. В качестве примера рассмотрен процесс выдачи рекомендации типа подсвета дисплея в зависимости от размера диагонали экрана и требуемой яркости при помощи нечёткой онтологии. Фаззификация и задание функции принадлежности нечёткого множества реализованы средствами редактора Protégé через свойства объектов онтологии. Для получения чёткого значения рекомендации проведён процесс дефаззификации, сформирован набор нечётких правил вывода экспертной системы, приведена методика расчёта коэффициентов рекомендации. В процесс вычислений применялись встроенные в SWRL функции. Показана возможная реализация рекомендаций экспертной системы в проектах индикаторов, в частности представлены типовые конструкции модуля подсвета авиационного ЖК-дисплея. Новым является применение онтологий с элементами нечёткой логики в решении задач проектирования авиационного индикатора.
Бесплатно
Использование онтологической модели при семантическом поиске информационных объектов
Статья научная
В статье рассматривается моделирование системы интеллектуального взаимодействия между информационными ресурсами и потребителями информации с использованием внешних и внутренних баз знаний. Анализируются существующие подходы к оценке уровня интеллектуальности информационных систем и целесообразность их применения к информационно-поисковым системам. На основе этого анализа предлагается критерий сравнения уровня интеллектуальности различных приложений, который базируется на таких параметрах, как тип и количество обрабатываемых в системе атомарных элементов и связей между ними, а также сложность алгоритма обработки. Разработана онтологическая модель, которая описывает взаимодействие пользователей и информационных ресурсов Web при семантическом поиске, формально описаны её элементы и связи между ними. Предложены источники и методы пополнения этой модели. Рассматривается, каким образом использование этой модели позволяет интеллектуализировать систему семантического поиска. Описана программная реализация системы персонифицированного и коллаборативного семантического поиска, которая базируется на этой онтологической модели. Предложены пути использования этой модели для интеграции подсистемы семантического поиска в прикладные информационные системы (на примере задачи сопоставления компетенций, которая является составной частью таких проблем, как поиск работодателем подходящих исполнителей работ, сравнение квалификации специалистов, оценка возможности перехода студента из одного учебного заведения в другое и т.д.).
Бесплатно
К оценке технического уровня сложных технических систем с учётом полного жизненного цикла
Статья научная
В статье изложен подход к оценке технического уровня современных сложных технических систем с использованием математических методов теории принятия решений и современных информационных технологий на примере систем наведения управляемых авиационных бомб. Приведена классификация задач теории принятия решений и методов экспертных оценок технического уровня систем наведения. Показаны основные этапы решения задачи сравнительного анализа систем наведения управляемых авиационных бомб для выбранного метода многокритериальной оценки. Описана организация проведения экспертной оценки технического уровня сложных технических систем с помощью разработанной информационно-аналитической системы. Предложена структура и содержание оценочных показателей, включающая совокупность интегральных и единичных показателей, обладающих полнотой технических характеристик исследуемых систем. Представленный метод сравнительного анализа и выбора по иерархической системе интегральных и единичных показателей имеет универсальный характер и применим для различных предметных областей оборонного и гражданского назначения. Метод позволяет выявить наиболее предпочтительные варианты анализируемых систем на ранних стадиях проектирования с учётом всех этапов жизненного цикла.
Бесплатно
К феноменологии возможных миров человека: экзистенциальная онтология проектирования
Статья научная
Феноменология обосновывает онтологический статус трансцендентального субъекта, осуществляющего «сборку» человеческой реальности из недостающих элементов бытия, проецирующих разнообразные возможности. Особую ценность феноменологический подход приобретает в связи с формированием альтернативного будущего человека - проектированием его нового бытия. Экзистенциальная феноменология представляет собой самостоятельную методологическую программу, которая базируется на синтезе феноменологического и экзистенциального подходов. Философы заняты мысленным конструированием бытия человека, помещая возможно-сущее в контекст долженствования. Они исследуют условия возможности человека быть не просто сущим, а быть определённым, долженствующим сущим, которое рассматривается ими в экзистенциальном плане. Результатом исследования явилось следующее: впервые автором вводится и обосновывается понятие «онтологический проект», которое характеризует долженствующую возможность бытия человека как особого сущего, реализуемую в конкретных условиях места и времени. Другими словами, это - знание о том, чем «может стать» его бытие и чем оно «должно быть» с точки зрения метафизических универсалий в определенной перспективе. В построении проекта бытия философ, рефлексирующий его метафизические основания, и обычный человек с его повседневными практиками объединяют свои усилия, вступая в диалог и создавая пространство со-бытия, в котором становится возможным их подлинное и свободное существование.
Бесплатно
Как "нумеризовать" понятие "важнее"
Статья научная
Проблема многокритериального выбора является ключевым элементом принятия сложных решений и уже более полувека не теряет актуальности. Предложен целый ряд подходов и методов, позволяющих предполагать, что принимаемые с их использованием решения наиболее рациональны. Основным элементом большинства из этих методов является линейная свёртка частных критериев, а различие заключается в тех или иных эвристических или экспертных способах задания числовых значений коэффициентов важности критериев. В этих условиях представляется полезным поиск универсальных средств многокритериального сравнения альтернатив, основанных на небольшом числе естественных аксиом, математически строго обоснованных и, в то же время, простых при практическом использовании. В статье предлагается подход, состоящий в том, чтобы перейти от непрерывного пространства коэффициентов важности частных критериев к более естественному для лица, принимающего решение, дискретному пространству политик выбора. Использование такого пространства позволило достаточно просто классифицировать задачи принятия решения и сформировать универсальную таблицу коэффициентов сравнительной важности частных критериев пригодную для любых задач многокритериальной оптимизации альтернатив. Кроме этого, анализ понятия «важности» в пространстве политик выбора позволил рассмотреть некоторые новые аспекты сравнительной оценки многокритериальных альтернатив. В частности, показана некорректность осреднения нормированных значений критериев, признаваемых эквивалентными по важности; выявлен так называемый «краевой эффект», состоящий в постоянстве цепочек коэффициентов сравнительной важности критериев, отвечающих одинаковым крайним фрагментам политики выбора. Проведено сравнение предложенного подхода с широко известным методом анализа иерархий Т. Саати и разработана модификация, повышающая обоснованность и простоту использования этого метода.
Бесплатно
Как вычислять интересные следствия
Статья научная
В современном дедуктивном анализе к основным задачам относятся следующие: поиск доказательства заданного утверждения с помощью аксиом и правил вывода; проверка корректности заданного следствия из определённых посылок. О задачах вывода следствий с заранее заданными свойствам (задачи с интересными следствиями) в настоящее время известно немного, и нет чётких ответов на вопросы: какие свойства присущи интересному следствию и как вычислить интересное следствие? Ответы можно получить, если для моделирования рассуждений воспользоваться математическим аппаратом алгебры кортежей на основе свойств декартова произведения множеств. Объектами алгебры кортежей являются произвольные многоместные отношения. Эти отношения можно рассматривать как интерпретации формул математической логики. Они представляют собой матрицеподобные структуры, у которых ячейки содержат не элементы, а подмножества соответствующих атрибутов. Операции (дополнение, обобщённое пересечение и обобщённое объединение) в алгебре кортежей соответствуют логическим связкам математической логики (отрицание, конъюнкция, дизъюнкция), а отношение обобщённое включение - отношению выводимости. Вычисление кванторных операций выполняется с помощью операций с атрибутами (добавление фиктивного атрибута, что соответствует правилу обобщения в исчислении предикатов, и элиминация атрибута). Для двух из четырёх типов структур алгебры кортежей элиминация атрибутов соответствует вычислению проекции отношения. Для вывода интересных следствий в алгебре кортежей используется структура, названная минимальным следствием, которая равна обобщённому пересечению посылок, выраженных структурами алгебры кортежей. Интересные следствия вычисляются как проекции минимального следствия. В результате вычислений и проверок получаются следствия с сокращённым или заданным составом переменных, а также с сокращённым объёмом записи
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается возможность применения аппарата категориального анализа логики для формирования концептуальной модели предметной области для проектирования информационной системы. Сформулирована проблема семантической разобщённости информационных ресурсов. Актуальность исследований обусловлена динамичным развитием информационных технологий и потребностью в их интеграции. Определено, что семантическая разобщённость возникает в процессе интеграции гетерогенных информационных ресурсов, «заложенная» на этапе проектирования информационных систем в рассматриваемой предметной области. Выявлено влияние, оказываемое информационной системой, содержащей нарушения семантической целостности, на обеспечиваемые бизнес-процессы. Выделены проблемы-маркеры: информационные разрывы, дублирование информации, необходимость предварительной обработки информации. Показано, что интеграция информационных ресурсов является обязательным, но не единственным условием для формирования семантической целостности системы. Предложено формирование единого контекста для интегрируемых компонентов системы как обязательного условия их интеграции. Разработана классификация подходов к интеграции информационных ресурсов, базирующихся на их семантической целостности. Сформулированы предложения по применению аппарата категориального анализа логики в рамках концептуального моделирования предметной области как универсального компонента по обеспечению семантической целостности системы. Новизна предлагаемого подхода заключается в рассмотрении компонентов информационной системы как множеств на базе теории категорий, выстраивании категориальных отношений между ними и идентификации структурных изоморфизмов в формальной модели.
Бесплатно
Классификация приоритетности боевых беспилотных летательных аппаратов на основе комплексной оценки
Статья научная
Рассмотрена задача получения оценок перспективности боевых беспилотных летательных аппаратов (БЛА) и дальнейшей их кластеризации по значению комплексного показателя приоритета. Предложена новая схема оценивания с использованием пяти известных частных показателей БЛА, которые после их нормирования объединены в комплексный показатель БЛА. На основе полученных оценок комплексных показателей рассматриваемых БЛА, проведена кластеризация рассматриваемых БЛА согласно принадлежности комплексного показателя интервалам его возможных значений в баллах от 0 до 100. Сто или ноль баллов может получить тот БЛА, у которого все частные показатели имеют лучшие или худшие значение среди всех сравниваемых БЛА, соответственно. Кластеризация позволила разделить БЛА на группы по принципу близости значений комплексного показателя. На языке программирования Python разработана программа, которая реализует предложенную схему кластеризации, позволяет получать оценки объектов и классифицировать их по указанному принципу. Эта схема позволяет выявить лучшие и худшие БЛА в каждом из классов БЛА, выделяемых по обычно используемому показателю кластеризации - взлётной массе. Около 14% БЛА, рассмотренных в настоящей работе, вошли в лучший по комплексному показателю кластер со значением показателя не ниже 59 баллов при максимальной оценке 100 баллов. Полученные результаты могут быть использованы при разработке требований к оборудованию и эксплуатации БЛА.
Бесплатно
Кластеризация с использованием методов удовлетворения табличных ограничений
Статья научная
Исследования посвящены развитию методов кластерного анализа, в частности методов кластеризации с частичным привлечением учителя, в которых при отнесении объектов к классам анализируются фоновые знания из предметной области. Традиционный подход к решению рассматриваемой задачи состоит в модификации существующих методов кластеризации, большинство из которых является методами локального поиска. В статье развивается подход к систематическому поиску оптимальных разбиений в рамках парадигмы программирования в ограничениях. Оригинальность представленных исследований состоит в том, что задачу кластеризации предложено решать как задачу удовлетворения ограничений, причём для моделирования ряда основных и дополнительных условий используются специализированные табличные ограничения - смарт -таблицы D -типа. Для организации процедур логического вывода на смарт -таблицах D -типа используются правила редукции табличных ограничений. Обсуждаются преимущества данного подхода. Показано, как анализ одного из оптимальных решений может помочь в выявлении объектов, лежащих на границе кластеров, и объектов, принадлежащих одному и тому же кластеру при любом оптимальном разбиении.
Бесплатно
Ключевые термины онтологии проектирования: обзор, анализ, обобщения
Статья научная
Предлагаемая статья - это приглашение к дискуссии о понятийном аппарате формирующейся области научных исследований. Статья дополняет предыдущую статью автора «Научный базис онтологии проектирования» в журнале «Онтология проектирования» (№1(7), 2013). В статье продолжается исследование понятийного аппарата, на основе которого делается попытка определить саму область исследований, круг основных понятий и дать обоснование ключевым терминам онтологии проектирования. Автор надеется, что формирование в будущем «единого» языка проектанта на базе разрабатываемого тезауруса обеспечит и облегчит взаимопроникновение полученных результатов и достижений проектной деятельности в различные предметные области.
Бесплатно
Когнитивное моделирование процессов адаптивного обучения
Статья научная
Рассматривается подход к моделированию процессов адаптивного обучения с помощью знаковых и взвешенных ориентированных графов (орграфов). Вершины орграфов отображают характеристики учебной деятельности. Ориентация, знаки и веса дуг орграфов определяют взаимовлияние этих характеристик. Динамика адаптивного обучения моделируется в орграфах с помощью специального алгоритма импульсного процесса. В некоторую вершину орграфа вносится внешнее возмущение и рассматривается распространение этого импульса, что позволяет прогнозировать значения других вершин орграфа. Сформулирована задача оптимизации весов дуг орграфа и предложен алгоритм её решения с целью достижения устойчивости импульсного процесса. По результатам вычислительных экспериментов на орграфе установлено, что целевая функция оптимизации весов дуг взвешенного орграфа является многоэкстремальной. Попадание в локальный минимум определяется исходными значениями вектора проектных переменных и ограничениями на эти переменные. Поэтому важна квалификация разработчика модели адаптивного обучения, назначающего эти величины. Когнитивные модели адаптивного обучения могут рассматриваться как прескриптивные и дескриптивные. Прескриптивные модели описывают, каким должен быть процесс адаптивного обучения. Дескриптивные модели описывают существующие процессы адаптивного обучения и могут служить инструментом исследования их эффективности. Разработанная методика когнитивного моделирования процессов адаптивного обучения позволяет прогнозировать результаты обучения и может применяться при исследовании, проектировании и реализации механизмов адаптации и интеллектуального управления в системах электронного обучения, а также в дидактическом тренинге преподавателей в сфере электронного обучения.
Бесплатно
Когнитивные проблемы освоения графических дисциплин при подготовке инженеров
Статья научная
Когнитивные проблемы освоения графических дисциплин объясняются внедрением компьютерных технологий. На кафедрах графики происходит переориентация учебного процесса на преподавание современных методов компьютерного 3D моделирования. Высказываются мнения о вторичности или даже об отказе от чертежей. В статье предлагается взгляд на чертежи как на разновидность текста. В качестве обоснования «лингвистического поворота» отмечается уникальная роль естественного языка как средства актуализации и распространения знаний. Прослеживается сходство основных свойств чертежей со свойствами текстов. Такими свойствами являются: дискретность элементов, конвенциональность, параметрический стиль описания объектов, концептуальность, иерархическое структурирование, контекстность восприятия. Утверждается, что определяющим условием реализуемости чертежей является не геометрическая точность изображений, а языковая точность, позволяющая «понять» чертёж и установить связь содержимого чертежа с технологиями производства объекта или его компьютерной модели. Обосновывается исключительная роль чертежей как языка техники, отвергается возможность замены чертежей 3D моделированием. Устанавливается взгляд на проектную документацию как на составную часть единой пирамиды знаний. Подчёркивается роль концепции вычислимых знаний в эффективном использовании знаний. Приводится список вопросов, которые могут быть включены в содержание преподавания «языка техники».
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены когнитивные проблемы, возникающие при выполнении проектирования сложных систем на основе компьютерных моделей: когнитивный барьер и аберрация когнитивного процесса. Определены причины указанных проблем, которые носят как технический, так и социо-гуманитарный характер. В неолибералистском капитализме повысилась значимость финансового сектора. Сменяемость поколений технических устройств вызвана экономической, а не научно-технической задачей или потребностями человека. Инновационная экономика порождает дискурс изменений человека с целью создать потребителя, соразмерного темпам технического прогресса. Вызванный экономикой темп технических изменений не антропомерен, не соответствует темпу «счастливой жизни». Динамизация базиса приводит к динамизации морально-нравственной сферы, возникает транзиторная этика. Латентность когнитивных проблем проектирования - следствие потребности получить инновационный продукт в жёстких временных рамках. При главенстве техницизма в науке и неизбежности внедрения результатов проектирования в жизнь проектная деятельность должна сопровождаться философской рефлексией.
Бесплатно
Когнитивный потенциал естественных языков агглютинативного типа в интеллектуальных технологиях
Статья научная
Описан подход к разработке новых интеллектуальных технологий на основе исследования когнитивного потенциала и семиотического моделирования лексико-грамматических структур агглютинативных языков (на примере татарского языка). Проведена классификация когнитивных лексико-грамматических структур, определяющих информационную технологичность языка. На конкретных примерах показаны возможности татарского языка для компактного представления знаний, оперирования с нечёткой информацией, раскрыты такие важные свойства, как регулярность, естественная и конструктивная сложность, рекурсия, глубокий морфологический эллипсис, функциональное разнообразие и семантическая многовалентность аффиксов. Предложенный подход, основанный на семиотических моделях агглютинативного языка и применении децентрализованной системы технологических средств вербализации и контекстного распознавания значений элементов языка, может позволить получать эффективные решения для создания интеллектуальных инструментов накопления и обработки знаний. Работы в этом направлении создают перспективу построения когнитивно-коммуникативной системы искусственного интеллекта на базе универсального языка общения систем искусственного интеллекта между собой и с человеком.
Бесплатно
