Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 530
Статья научная
Рассматриваются различные точки зрения на понятие «кортеж многоместного отношения», используемые в математике и информационных технологиях. Особое внимание уделено эволюции понятия «кортеж» в рамках технологии программирования в ограничениях - Constraint Programming , где появление новых интерпретаций понятия «кортеж» связано с попытками разработать более компактное табличное представление качественных зависимостей, чем обычные реляционные таблицы. Подобное компактное представление может служить основой для ускорения процедур удовлетворения качественных ограничений. В работах-прототипах были предложены такие разновидности табличных ограничений как compressed -таблицы и smart -таблицы. При этом понятия compressed - и smart - кортежа существенно отличаются от традиционного понятия кортежа многоместного отношения. Однако, известные виды табличных ограничений не одинаково хорошо подходят для моделирования и обработки всех видов качественных зависимостей, например, возникают неудобства при моделировании продукционных правил. В статье предлагается новый вид табличных ограничений - smart -таблицы D -типа, применение которых позволяет в некоторых случаях существенно сократить расход памяти компьютера по сравнению с использованием известных типов табличных ограничений. В частности, smart -таблицы D -типа хорошо подходят для моделирования продукционных правил, некоторых типов логических выражений, а также некоторых типов глобальных ограничений.
Бесплатно
Комплекс онтологий для виртуальных тренажёров с биологической обратной связью
Статья научная
В настоящее время активно разрабатываются и внедряются виртуальные тренажёры для решения задач широкого профиля, особое место среди них занимают решения, построенные на основе виртуальной реальности и биологической обратной связи. Использование онтологического подхода и семантического представления информации позволяет оптимизировать процессы обработки, хранения, поиска и анализа данных на всех этапах жизненного цикла виртуальных тренажёров. Представлены основные принципы создания виртуальных тренажёров с биологической обратной связью, которые используются для их создания и сопровождения. Практическое применение виртуальных тренажёров требует описания виртуальной среды, создания сценария работы и управления им на основе индивидуальных параметров пользователя. Предложен комплекс онтологий для виртуальных тренажёров с биологической обратной связью, который состоит из онтологии виртуальной среды, онтологии исследований, онтологии карты пользователя, онтологии оборудования и онтологии знаний о состояниях пользователя. Показано, что применение данного комплекса онтологий позволяет снизить трудозатраты при проектировании виртуальных тренажёров и сформировать информационное представление разрабатываемых решений, упростить создание и внесение изменений. Приведён пример виртуального тренажёра для выполнения работ на высоте, с помощью которого можно провести тестирование человека на акрофобию и профилактику тревожных расстройств с возможностью изменения параметров виртуальной среды в зависимости от состояния пользователя.
Бесплатно
Комплексная верификация продукционных баз знаний с использованием VTF-логик
Статья научная
Рассматривается комплексная процедура верификации продукционных баз знаний с использованием логик с векторной семантикой в варианте VTF-логик при специальном представлении фактов и правил. Описанная техника позволяет решать такие задачи верификации, как выявление несвязанных фактов, выявление незавершённых продукций, выявление логических кругов, контроль соответствия между множеством гипотез и множеством терминальных фактов, выявление противоречий, выявление молчащих продукций, выявление нештатных обрывов цепочек вывода. Продукции в базе знаний упорядочиваются причинно-следственным образом так, что если один и тот же факт входит в правую часть одной продукция и левую часть другой, первая продукция всегда выполняется раньше. В результате процедура верификации имеет линейную сложность по числу правил и экспоненциальную по числу стартовых фактов. Объём вычислений можно существенно уменьшить, выделяя группы фактов, относящихся к конкретной гипотезе. Новым является применение для верификации аппарата логик с векторной семантикой, которые сохраняют способность к выводу при аномальных значениях истинности. Это позволяет, в частности, использовать машину вывода для динамической верификации знаний. В результате не требуется вводить в систему дополнительные архитектурные элементы (например, таблицы решений), создавать внешние верифицирующие программы и т.п. Получение решения обеспечивается штатными средствами экспертной системы. Статическая верификация обеспечивается специальным представлением фактов и правил.
Бесплатно
Комплексная онтология исследовательского проектирования морских динамических объектов
Статья научная
Обсуждаются вопросы комплексной онтологии в динамической структуре интеллектуальной системы исследовательского проектирования морских судов и технических средств освоения океана. Концептуальная модель обеспечивает построение онтологии мореходных качеств в сложных динамических средах, обусловленных нелинейным взаимодействием исследуемых объектов с ветроволновыми возмущениями. Онтология предметной области основана на построении и анализе семантической модели. Объекты в этой модели систематизированы по функциональному признаку их свойств, которые являются частью иерархии классов. Связи определяют структуру системы, а элементы - функцию узлов в этой структуре. Формальная модель и иерархическая структура онтологии рассмотрены в рамках парадигмы обработки информации в мультипроцессорной вычислительной среде. Приведен фрагмент семантической сети, определяющей физические эффекты и тенденции исследуемой предметной области. Функциональные элементы базы знаний реализуют динамическую структуру «Поля знаний» и «Пирамиды знаний» при анализе экстремальных ситуаций, возникающих в практике эксплуатации морских динамических объектов. Особое внимание обращается на формализацию предметной области при решении проблемы мореходности в условиях неопределенности и неполноты исходной информации.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается комплексная онтология нейродинамической системы в современной теории катастроф. Сформулирована онтологическая система знаний, определяющих функционирование нейродинамической системы в мультипроцессорной вычислительной среде в условиях неопределенности и неполноты исходной информации. Структурный синтез нейродинамической системы осуществлен на основе метаонтологии. Анализ и прогноз чрезвычайных ситуаций реализован в рамках принципа конкуренции. В рамках онтологической системы сформулирован подход к интерпретации динамики взаимодействия с использованием фрактальной геометрии и теории устойчивости динамических систем. В качестве меры неопределенности используется энтропия процесса. Практическое приложение разработанной модели онтологии обсуждается применительно к задачам интерпретации взаимодействия нестационарного динамического объекта с внешней средой в процессе эволюции системы на заданном временном интервале. Динамическая модель катастроф определяет движение системы к целевому аттрактору и при потере устойчивости. Приведены примеры реализации нейродинамических систем в задачах анализа и прогноза поведения морского динамического объекта в условиях непрерывного изменения динамики объекта и внешней среды.
Бесплатно
Комплексный подход к анализу аргументативных отношений в текстах научной коммуникации
Статья научная
Рассматривается задача автоматического анализа аргументации в текстах научной коммуникации. Под аргументацией понимается упорядоченная совокупность аргументов, используемых для подтверждения некоторого тезиса. Аргумент включает как минимум одну посылку и одно заключение, связанные аргументативным отношением. Цель работы - экспериментальное исследование нейросетевых подходов к решению задачи поиска и извлечения аргументативных отношений между утверждениями, расположенными близко в тексте. Исследование проводилось на корпусе текстов с аргументативной разметкой, созданной с помощью разработанной веб-платформы. Корпус включал тексты научных новостей, аналитические статьи с сайта Хабр, научные статьи и рецензии. На основе этих текстов построены наборы данных для машинного обучения. Для повышения качества обучения нейросетевых моделей эти наборы дополнены путём применения автоматических методов перефразирования и двойного перевода. Рассмотрено два подхода к обучению моделей: с маркированием индикаторов в текстах и с предварительным обучением языковой модели на задаче предсказания индикаторов. Для оценивания результатов работы моделей предложен подход на основе оценок согласия между экспертами, применяемый для сравнения разметок текстов, созданных вручную. Сравнение коэффициентов согласия между экспертами и обученными моделями показало, что порог качества для извлечения аргументативных связей достигнут на модели с маркированными индикаторами. Анализ ошибок модели проведён путём визуализации полученных результатов. Новизна работы заключается в применении комплексного подхода к созданию наборов данных, обучению моделей и оцениванию результатов, полученных при автоматическом извлечении аргументативных отношений.
Бесплатно
Компьютерный анализ эмоциональной компоненты научных публикаций на примерах в физике и экономике
Статья научная
Представлены результаты применения системы автоматизированного извлечения и визуализации метаданных эмоциональности текстов научных публикаций в области инновационных исследований в физике и экономике. В физике рассматриваются работы по прямому преобразованию светового излучения в электрическую энергию на основе фотоплазмы - эффекта возникновения разности потенциалов в плазме щелочных металлов. В этой области практически завершён этап научно-исследовательских работ, и происходит переход к опытно-конструкторским работам с последующей оценкой экономической эффективности производства и эксплуатации фотопреобразователей на основе фотоплазмы. Такие метаданные необходимы для разработки и внедрения в практику систем интеллектуального анализа новостных текстовых данных, аналитических публикаций для повышения эффективности прогноза и оценки перспектив развития в разных сферах, например, в финансово-экономической деятельности для прогноза котировок на рынке ценных бумаг. В работе приведены примеры сентимент-анализа и его визуализация экономических научных текстов и текста из области исследований газоразрядной плазмы. Инструментальные методы эмоционального анализа текстов реализованы на языке R , который позволяет в короткий срок формировать необходимые пакеты программ анализа текстов не только профессиональным программистам, но и аналитикам.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке автоматизированного конвертера, преобразующего базу знаний в виде онтологии, представленной в одном из форматов, допустимых редактором онтологий OntoStudio (OWL или RDF), в объектно-ориентированную базу данных (ООБД) db4o. Впервые предложен подход, основанный на использовании компилятора компиляторов ANTLR (ANother Tool for Language Recognition). Это позволяет сократить трудозатраты и применить программное средство ANTLR для других онтологий, так как разработана грамматика языка описания онтологий, которая не зависит от предметной области базы знаний. Грамматика содержит не только лексические и синтаксические правила для проверки правильности текста, но и правила действий для преобразования элементов онтологии в изоморфные им элементы объектной базы данных.
Бесплатно
Конкурентное сходство как универсальный базовый инструмент когнитивного анализа данных
Статья научная
При решении задач анализа данных (классификации, таксономии, выбора признаков, прогнозирования) человек применяет некий универсальный психофизиологический механизм познания, ключевую роль в котором, по нашему мнению, играют способность оценивать меру сходства между объектами и стремление к максимальной компактности и простоте описания мира в терминах этой меры сходства. Николаем Григорьевичем Загоруйко была предложена модель для оценивания сходства объекта с образом, основанная на учете конкурентной ситуации. В статье определяется функция конкурентного сходства (FRiS-функция) и описываются возможности её использования для оценки компактности и разделимости образов. Эти оценки легли в основу алгоритмов для решения задач построения решающего правила (алгоритм FRiS-Stolp), выбора информативных признаков (алгоритм FRiS-GRAD) и цензурирования (алгоритм FRiS-Censor). Основные идеи и свойства этих алгоритмов, а также результаты их применения к модельным и реальным задачам представлены в данной статье.
Бесплатно
Конструирование эффективных фронтов инновационных проектов
Статья научная
Задача оценки системной эффективности инновационных проектов и определения их сравнительной значимости является актуальной при определении приоритетов финансирования как на уровне государственных, так и частных инвестиций. Решение этой задачи предполагает расчёт локальных показателей эффективности инновационных проектов и определение процедур свёртки таких показателей в интегральную обобщённую оценку, позволяющую однозначно определить приоритет проекта в рамках анализируемой совокупности конкурирующих предложений. Для инновационных проектов, имеющих максимальную интегральную оценку, актуальным является построение фронтов эффективности, определяющих границы эффективности проекта в пространстве параметров состояний. Конструирование таких фронтов эффективности возможно на основе оценок, полученных методом многокритериального оценивания Data Envelopment Analysis. Новизна исследования заключается в содержательной интерпретации секторов, формирующих эффективный фронт, в пространстве весовых коэффициентов обобщённого показателя эффективности.
Бесплатно
Конструкторско-технологическое проектирование деталей из слоистого тканевого композита
Статья научная
Рассматриваются особенности решения задачи проектирования деталей сложной формы из слоистых тканевых композитов в триаде «материал-технология-конструкция». На основе разработанных моделей проектная задача формулируется в терминах нелинейного математического программирования. Новым является подход к выбору основных проектных переменных путём разбиения цифровой модели изделия на конструктивно-технологические группы, которые обеспечивают быстрый и наглядный поиск рациональной структуры и распределения материала в конструкции с использованием генетического алгоритма оптимизации. Предлагаемый подход является развитием методики «точного проектирования» и обеспечивает технологическую осуществимость композитных конструкций слоистой структуры и их высокую весовую отдачу с минимальными доработками на завершающих стадиях проектирования. Применение методики показано на примере решения задачи проектирования композиционного кронштейна навески интерцептора пассажирского самолёта. Сравнение спроектированного кронштейна из слоистого тканевого композита с металлическим аналогом показало значительное снижение массы кронштейна.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются некоторые аспекты взаимосвязей двух инженерных дисциплин - материаловедения и строительной механики. Обсуждаются стержневые структуры от представительных ячеек и объёмов композитов, армированных длинными и короткими волокнами, до пространственных конструкций с регулярной структурой. Рассматриваются различные подходы к прогнозированию и оценкам минимальной массы стержневых систем на начальных стадиях проектирования конструкций. Основное внимание уделено исследованию возможности применения безразмерного критерия силового совершенства конструкции к оценке эффективности материалов с гетерогенной структурой. С этой целью поставлен и подробно описывается вычислительный эксперимент, в ходе которого на базе простейшей кубической решётки Браве генерируются последовательно ферменные структуры возрастающей сложности и методами строительной механики анализируются их свойства. Показано, что ферменное моделирование обладает определённым потенциалом для прогнозирования ряда механических характеристик гетерогенных материалов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается, с позиции механизмов его разрешения, хорошо известный корпоративный конфликт интересов между акционерами и менеджментом в современной корпорации. Авторская концепция состоит в том, что этот конфликт интересов является конфликтом существующих в рамках одного юридического лица собственника средств производства и хозяйствующего субъекта, непосредственно применяющего эти средства производства, по вопросу распределения между ними дохода от используемого имущества. Соответственно, предлагается оба указанных субъекта корпоративных отношений преобразовать в два равноправных неаффилированных юридических лица, связанных отношениями долгосрочной прогнозируемой аренды («Партнерство»). Дается описание правил взаимодействия между владельцем имущества и арендатором, оперирующим с этим имуществом в целях получения дохода на рынке товаров/услуг конечному потребителю. Предлагается функциональная модель компании-арендатора и правила взаимодействия субъектов отношений в компании-арендаторе, исходя из допустимости владения компанией-арендатором ее сотрудниками в условиях инновационно-инвестиционного партнерства с владельцем имущества. Делается предположение о целесообразности применения теории интерсубъективного управления к построению модели самоуправляемой компании-арендатора.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы концептуально-психологических аспектов математического моделирования структур на основе алгебры конечных предикатов как универсальных функциональных преобразователей пространственного типа. Исследуется декомпозиция подобных многозначных структур на дискретно-аналоговые преобразователи и цифровые субблоки (матричный селектор и коммутатор).
Бесплатно
Концептуальное проектирование интеллектуальных систем поддержки принятия решений
Статья научная
В статье изложена оригинальная методика концептуального проектирования систем поддержки принятия решений для разрешения проблем в динамически сложной среде. Для построения концептуальной модели, предложено исследовать динамически сложную среду в трёх аспектах: системных представлений, деятельностного подхода Г.П. Щедровицкого и ситуационного анализа Л.С. Болотовой. Триада рассматриваемых представлений приводит к построению концептуальной структуры акта деятельности, которая позиционируется как база знаний для проектирования экспертных систем продукционного типа. Из реализованной концептуальной структуры выделяются частные представления: функций, процессов, контекста и закономерностей. Это даёт возможность определить необходимую область знаний о предметной области для реализации когнитивных, аналитических, эволюционных и имитационных моделей. Графическое построение концептуальной модели динамически сложной среды и её частных представлений - сложная и нетривиальная задача. Поэтому разработан программный комплекс «Оформитель + Решатель + Интерпретатор», который проверяет концептуальную модель динамически сложной среды на полноту и адекватность, а также генерирует необходимую базу знаний для проектирования интеллектуальных моделей в виде текстовых файлов.
Бесплатно
Статья научная
В статье анализируются конструктивная схема изделия, в значительной степени определяющая параметры его технического совершенства и надёжности, как концепция его конструкции и концептуальные вопросы, связанные с процессом выбора конструктивной схемы изделия на этапе эскизного проектирования. Особенности этого процесса на основе системного подхода иллюстрируются на примере турбонасосного агрегата двигателей летательных аппаратов, конструктивная схема которого определяется параметрами и структурными элементами самого агрегата, двигателя и летательного аппарата, для которого проектируется двигатель. Подчёркивается необходимость учёта взаимосвязи структуры и свойств изделия. Показано, что проектирование изделий новой техники идёт по пути преодоления диалектических противоречий между растущими научно-техническими потребностями и возможностями существующего поколения изделий. В порядке обобщения проведённого анализа сформулированы принципы выбора конструктивных схем изделий на этапе эскизного проектирования.
Бесплатно
Концепция многоальтернативности в живых и неживых структурах
Статья научная
В статье рассматриваются механизмы эволюционных процессов, составляющие конструктивно-ориентированную концепцию существования и развития живого и неживого мира - концепцию многоальтернативности. В рамках этой концепции обсуждаются взаимосвязанные и взаимодополняющие друг друга эволюционные принципы многообразия, дискретности и иерархии процессов и структур. Показано, что возможность эволюции определяется, прежде всего, гетерогенностью форм существования материи, порождающей многообразие их новых свойств. Отмечено, что указанное многообразие необходимо обеспечивается дискретностью элементов физических и биологических систем, образующей комбинаторное множество системных конфигураций и их состояний. Раскрывается взаимосвязь иерархии процессов и структур со свойствами их устойчивости и гомеостазисом. Приведены примеры использования изложенных принципов многоальтернативности в проектировании высоконадёжных систем электроснабжения космических станций и построении эволюционных алгоритмов систем принятия решений.
Бесплатно
Концепция поддержки лазерного аддитивного производства на основе онтологического подхода
Статья научная
Предложена общая концепция программно-информационной поддержки лазерного аддитивного производства металлических изделий из порошковых композиций. В её основу положен онтологический двухуровневый подход к формированию знаний о процессах лазерного аддитивного производства. При таком подходе онтология явно отделена от базы знаний, и профильные специалисты могут самостоятельно формировать и развивать знания в понятном для них концептуальном представлении. Предложена общая архитектура, описан состав и назначение информационных и программных компонентов комплекса поддержки принятия решений в процессах лазерного аддитивного производства. К информационным компонентам относятся онтологии, базы данных, содержащие информацию о компонентах систем лазерного аддитивного производства и материалах для аддитивного производства, а также база знаний и база прецедентов. В базе знаний содержится формализованная информация о настройках режимов лазерного аддитивного производства, обеспечивающих соответствие получаемых металлических деталей требованиям действующих нормативных документов отрасли. База прецедентов содержит структурированное описание протоколов использования лазерных технологических комплексов для аддитивного производства металлических изделий из металлопорошковых композиций. К программным компонентам относятся редакторы для формирования и сопровождения баз данных и базы знаний, система поддержки принятия решений, основанная как на знаниях, так и на прецедентах, а также средство структуризации базы прецедентов. Для моделирования физико-химических процессов используются соответствующие внешние программные средства. При принятии решений используется гибридный подход, объединяющий методы инженерии знаний и поиска по аналогии на основе прецедентов. Особенностью подхода является непрерывное обновление базы знаний за счёт её совершенствования экспертами и верификации в процессе накопления прецедентов.
Бесплатно
