Методы и технологии принятия решений. Рубрика в журнале - Онтология проектирования
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
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
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
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
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
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
Логико-онтологическое моделирование управления рисками грузового порта
Статья научная
Предприятия любой сферы, в том числе в транспортно-логистическом секторе, сталкиваются с необходимостью получения конкурентного преимущества за счёт применения инновационных методов управления. К ним можно отнести комплексное использование методов управления организационными системами наряду с применением прогрессивных средств и технологий. Особое внимание уделяется управлению рисками с целью недопущений нежелательных ситуаций. В данной работе впервые представлено описание логико-онтологической модели комплексного применения многоуровневого целеполагания на основе сбалансированной системы показателей и логико-вероятностного моделирования для поддержки принятия решений по управлению рисками грузового порта. В качестве рисков рассматриваются ситуации недостижения целей деятельности грузового порта, включая недостижения нормативных значений показателей. Комплексное использование технологий сбалансированной системы показателей и логико-вероятностного моделирования позволило построить общую концепцию многоуровневого целеполагания. Её основное преимущество заключается в детальной проработке целей компании, подчинённых основной стратегической цели. Это позволяет оказывать влияние на операционные события и получать положительный результат в тактическом и стратегическом планах. Онтологическая модель содержит всю информацию о взаимодействии элементов, влияющих на наступление рисковых событий, и позволяет осуществлять выборку вариантов выхода из рисковой ситуации в соответствии с заданными условиями. Результаты запросов к риск-ориентированной онтологической модели являются вариантами управленческих решений, направленных на снижение рисков в работе грузового порта.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается численное моделирование тепловых процессов при 3 D -печати с использованием технологии селективного лазерного плавления на основе машинного обучения. Построена математическая модель нестационарного теплопереноса в стержне переменного сечения в виде дифференциального уравнения в частных производных относительно температуры стержня. Предложен алгоритм численного решения уравнения с использованием системы Matlab . Показано, что при определённых исходных данных распределение температуры носит квазистационарный характер. Для данного случая получено простое аналитическое выражение для температурного поля. С использованием библиотеки TensorFlow построена и обучена нейросеть. Данные для обучения нейросети получены при помощи аналитического решения тепловой задачи. Результаты расчётов с использованием нейросети соответствуют результатам решения исходной математической модели. Отмечается, что трёхмерное моделирование процесса печати для реальных изделий требует значительных компьютерных ресурсов. Показано, что модели на основе машинного обучения могут быть использованы для аппроксимации температурного поля при 3 D -печати по технологии селективного лазерного плавления подобных по форме деталей.
Бесплатно
Метод извлечения знаний и навыков/компетенций из текстов требований вакансий
Статья научная
Анализ требований вакансий на рынке труда показывает, что они представляют собой многоуровневые языковые конструкции из нескольких слов со сложными семантическими связями. Целью исследования является разработка метода извлечения коротких текстов знаний и навыков/компетенций из текстов требований, имеющих сложную организационную структуру. Метод состоит в дополнении структуры сложных предложений новыми связями посредством дообученной на текстах онлайн-вакансий нейросетевой модели BERT и перехода от сложного текста к набору простых комбинаций слов. Показан процесс дообучения нейросетевых моделей BERT от лаборатории по искусственному интеллекту Сбербанка на текстах онлайн-вакансий. Реализованы два механизма добавления новых связей между словами требований с учётом знаний из предметной области: линейный и через дополнение дерева синтаксического разбора. Проведён сравнительный анализ для нескольких комбинаций инструментов. Наилучший результат показала комбинация: дообученная модель BERT плюс deeppavlov_syntax_parser плюс линейный способ дополнения связей. Применимость метода проверена на текстовом корпусе требований онлайн-вакансий. Предложенный метод показал более высокую эффективность, чем подход, основанный на правилах, который предполагает использование формальных правил и правил грамматики для анализа естественного языка. Использование метода позволяет оперативно определять ключевые изменения потребностей рынка труда на уровне текстов требований отдельных знаний и навыков/компетенций.
Бесплатно
Метод косвенных предпочтений формирования весов критериев с многоуровневой структурой
Статья научная
Представлен метод формирования весов критериев в задачах многокритериального оценивания объектов с многоуровневой структурой показателей, представленных в виде иерархического дерева. Значения весов вычисляются на основе косвенного измерения предпочтений смежных пар локальных весов критериев, входящих в вершины более высокого уровня иерархического дерева, в виде экспертных оценок в количественной шкале отношений. Вычисление количественных весов вначале сводится к лексикографическому упорядочению по убыванию важности критериев на каждом уровне иерархии, входящих в вершины более высокого уровня, вследствие чего сокращается число экспертных сравнений смежных пар в шкале отношений. Формирование локальных коэффициентов важности критериев математически обосновано и базируется на матрице, обладающей особыми свойствами. Дан сравнительный анализ предлагаемого метода формирования количественных весов с методом анализа иерархий, методом наименьших квадратов и методом аппроксимационной матрицы, базирующимися на матрице парных сравнений. Приводится пример решения задачи многокритериального оценивания боевых самолётов, принимавших участие в тендере, по тактико-техническим характеристикам, представленным в различных шкалах измерения.
Бесплатно
Метод универсальных коэффициентов при принятии многокритериальных решений
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. Представлен обзор наиболее распространённых методов и их приложений. Основным элементом большинства этих методов является линейная свёртка частных критериев, а их различие состоит в тех или иных эвристических или экспертных способах задания числовых коэффициентов важности критериев. Автором разработан подход, который позволяет использовать при формировании линейной свёртки заранее рассчитанные универсальные таблицы числовых коэффициентов важности частных критериев, что существенно уменьшает как трудоёмкость процесса подготовки принятия решения, так и неизбежный субъективизм, возникающий при эвристическом подборе или экспертном назначении её коэффициентов. Разработанный подход формирования универсальных коэффициентов важности для каждого вида свёртки критериев в различных публикациях называется как минимаксная, гарантирующая свёртка (свёртка Гермейера). Предложенный новый общий метод принятия решений и сравнения многокритериальных альтернатив основан на совместном использовании обоих видов свёрток. Его применение продемонстрировано на двух практически важных задачах - рейтинговой оценке университетов и анализе различных проектных концепций высотных беспилотных летательных аппаратов.
Бесплатно
Метод упорядочения альтернатив на основе заданных норм
Статья научная
Для формирования облика проектируемого изделия привлекаются лучшие образцы в данной предметной области. Выбор прототипа изделия осуществляется методами многомерной оптимизации на основе критериев и теории ценности / полезности. В работе предлагается использовать двунаправленные (двусторонние) требования к значениям показателей, которые реализуются моделью нормы. Процедура оценивания показателей, основанная на отношениях превосходства на конечном множестве альтернатив, предваряется анализом показателей на соответствие норме. Появляется возможность упорядочения объектов по величине отклонения от нормы по обе стороны от её границ. Для сопоставления результатов упорядочения объектов относительно нормы и односторонних требований к значениям показателей выполнено экспериментальное исследование в системе выбора и ранжирования. В качестве объектов оценивания рассматривались беспилотные летательные аппараты. Однонаправленные требования к значениям показателей моделировались линейными и логистическими функциями. Двунаправленные требования к значениям показателей моделировались логистическими функциями фронтов модели нормы. Эксперименты показали различие результатов, получаемых на основе односторонних и двусторонних требований. Различие полученных рейтингов беспилотных летательных аппаратов оценивалось коэффициентом ранговой корреляции по Кендаллу. Полученные результаты указывает на новизну предлагаемого метода упорядочения объектов относительно нормы, который может быть востребован для выбора прототипа проектируемого изделия и варианта существующего объекта, отвечающего требованиям нормы к значениям показателей.
Бесплатно
Методика обработки экспертной информации о качестве научных статей
Статья научная
Процесс рецензирования является важным этапом при отборе рукописей для публикации. Низкокачественные статьи отрицательно влияют на репутацию научного журнала. Существующие способы организации процесса рецензирования требуют больших временных затрат на обработку рецензий. Целью работы является сокращение временных затрат редакторов на отбор рукописей за счёт использования системы принятия решения для частичной автоматизации процесса рецензирования. Представленный алгоритм работы математического обеспечения системы поддержки принятия решения о качестве научных статей включает: оценивание рукописи экспертами по предложенным критериям, определение уровня качества критерия и уровня качества рукописи. Использование математического обеспечения позволяет снизить временные и трудовые затраты редактора в процессе отбора статей. Предложена унификация процесса рецензирования, за счёт использования системы критериев, мер качества и рекомендаций по их оцениванию. Унификация позволяет снизить уровень субъективизма рецензентов и отобрать лучшие статьи для публикации в журнале.
Бесплатно
Методика построения многоуровневой модели оценивания сложного объекта
Статья научная
Сокращение размерности модели, отражающей десятки разнообразных свойств сложного объекта, решается разбиением их на группы обобщённых свойств. Вместо опытного или экспертного подхода к формированию обобщённых свойств применён системный подход к формированию свойств верхнего уровня общности. Сущность подхода заключается в применении принципа проявления свойств объекта и его частей во взаимодействии с внешней средой. Предлагаемый способ выделения совокупности общих свойств сложного объекта применим не только к объектам разного назначения, но и разной природы (искусственной и естественной), что позволяет применять его к человеко-машинной системе. Для связывания свойств различных уровней общности применяется логико-лингвистический анализ понятий, соответствующих используемым показателям. Лингвистический анализ заключается в извлечении существенных признаков из определений понятий, а логический анализ - в определении родовидовой связи между существенными признаками сопоставляемых показателей. Предложенная методика демонстрируется на примере построения структуры показателей привязной высотной платформы на базе мультикоптера. Отмечается возможность получения частичных оценок платформы в отсутствие полноты характеризующих их показателей.
Бесплатно
Методы гранулирования нечѐтких временных рядов для анализа данных
Статья научная
Увеличение размерности данных, вызванное множеством гетерогенных временных рядов, обусловливает разработку эффективных способов их обработки и сжатия. В данной статье рассмотрен подход к сжатию данных, представленных в виде временных рядов, основанный на гранулировании с использованием методов нечѐткой логики. Проведѐн анализ среднесуточной температуры в Республике Татарстан в период метеонаблюдений с 1881 по 2024 годы. Гранулирование позволило значительно сжать объѐм данных. Для преобразования исходных числовых данных в информационные гранулы использовано нечѐткое резюмирование, которое позволило осуществить автоматическую генерацию гранулярного описания поведения временного ряда. Резюмирование результатов состояния временного ряда, полученных при анализе, выполнено с помощью методов нечѐткой логики, включающих набор правил, функции принадлежности для каждого временного сезона, интервальные лингвистические переменные и программный модуль логического вывода (дефаззификации). Применение предложенных методов в рассмотренном примере позволило сократить объѐм данных с 52534 до 7504 точек (коэффициент сжатия ~85%). Разработанные методы могут быть использованы для анализа больших объѐмов данных в различных прикладных областях.
Бесплатно
