Методы и технологии принятия решений. Рубрика в журнале - Онтология проектирования
Статья научная
Анализируется проблема многоуровневого управления ресурсами крупных предприятий и связанные с ней ограничения каскадного подхода, реализуемого в современных автоматизированных системах управления. Отмечается, что каскадный подход приводит к задержкам в процессах управления, росту сложности управления и значительным расхождениям между планами на разных уровнях управления, срывам сроков и выходу за бюджеты заказов. Предлагается распределённый подход, который предполагает создание автономных интеллектуальных систем управления ресурсами подразделений, формирующих стратегические планы и ведущих оперативное управление; сетевое сопряжённое взаимодействие указанных систем для согласования и синхронизации планов по событиям, поступающим в реальном времени. Разработан метод создания распределённых автономных систем управления ресурсами предприятий. Показана возможность реализации подхода в рамках цифровой экосистемы на базе сетецентрической платформы с вертикально-горизонтальными взаимодействиями указанных систем. Представлены результаты разработки и внедрения подхода на промышленных предприятиях по проектированию, производству и эксплуатации высокотехнологической продукции, требующей раздельного позаказного планирования и учёта. Обсуждаются перспективы развития подхода для формирования цифровых двойников отраслевых цепочек кооперации предприятий.
Бесплатно
Механизмы принятия оптимальных решений в управлении развитием "умного города"
Статья научная
Устойчивое развитие городов должно происходить на основе инновационных, в первую очередь инфокоммуникационных, технологий. Эти технологии должны использоваться наиболее эффективным образом, причём население должно иметь необходимые «умные» компетенции и инструментарий, чтобы полноценно участвовать в принятии всех необходимых решений. В статье предлагаются соответствующие методология и математический аппарат для принятия сложных решений, основанные на методах системного анализа, математического и компьютерного моделирования, многокритериальной оптимизации. Разработаны: организационно-методическая процедура моделирования, оптимизации и согласования решений; математическая модель согласования интересов различных заинтересованных групп при принятии решений о развитии города; основные проектные решения по созданию городского портала, обеспечивающего непосредственное участие населения в согласованном принятии решений. В основе предложенного подхода - метод универсальных коэффициентов, позволяющий различным заинтересованным группам в удобной для них форме наиболее полно представлять собственные предпочтения и предвидеть последствия принимаемых решений. Разработанная математическая модель принятия решений в рамках концепции «умного города» носит оптимизационный характер и позволяет на основе введённых в неё отдельных мероприятий формировать согласованный план развития «умного города».
Бесплатно
Статья научная
Функциональная безопасность является латентной характеристикой аппаратно-программных комплексов (АПК) и объективно характеризуется удовлетворённостью потребителей поведением АПК. В работе рассматривается подход к решению задач, связанных с управлением проектом, на основе анализа динамических характеристик функциональной безопасности конфликтных ситуаций в системе управления проектом. Для анализа ситуаций, возникающих при управлении проектами создания АПК возможно использование моделей, известных как системные архетипы. Рассмотрены информационная сущность ситуаций и основы многоаспектного моделирования. Методическую основу исследований составляет сочетание динамических моделей параметров, характеризующих функциональную безопасность, и структурных моделей, соответствующих конфликтным ситуациям, возникающим при обеспечении требуемого уровня функциональной безопасности. Рассмотрены примеры многоаспектного моделирования ситуаций, где в качестве событий выступают проявления латентных дефектов. В результате исследований: определены информационные сущности ситуаций, предложены концептуальные основы многоаспектного моделирования ситуаций, возникающих при управлении функциональной безопасностью АПК, выделены базовые этапы построения системы структурных и динамических моделей ситуаций на разных стадиях жизненного цикла АПК. Полученные результаты могут быть использованы для принятия решений о целесообразности внесения изменений в структуру системы обеспечения функциональной безопасности АПК.
Бесплатно
Мобильное приложение для поиска оптимального маршрута в университетском городке
Статья научная
Рассмотрена задача разработки мобильного приложения для поиска оптимального маршрута в университетском городке. Математическую основу проектирования мобильного приложения составляет задача поиска кратчайшего пути в графе, вершинами которого являются учебные аудитории, лаборатории, библиотеки, кафедры, деканаты и т.п. в корпусах университета. Проведён анализ основных характеристик существующих на рынке мобильных приложений для пешей навигации, выявлены их достоинства и недостатки. Рассмотрены известные алгоритмы поиска кратчайшего пути в графе: алгоритм поиска в ширину, жадный алгоритм поиска кратчайшего пути, алгоритм Дейсктры. Для рассматриваемой задачи разработаны программная реализация и вспомогательный сервис по созданию карт и приведения их к формату, в котором автоматически создаётся граф для работы приложения. Новизна предложенной разработки заключается в возможности отображения, добавления и редактирования различных карт. Дальнейшее совершенствование разработанного мобильного приложения может быть осуществлено в направлении повышения точности навигации за счёт объединения алгоритмов поиска путей в графе, а также в переводе карт из 2D- в 3D-пространство. Результаты исследования могут быть использованы для поиска оптимальных маршрутов в других университетах.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена актуальная проблема комплектования библиотечного фонда в условиях роста ассортимента изданий и ограниченного финансирования. В основу формирования заказа положено максимальное удовлетворение информационных потребностей пользователей библиотечных ресурсов. Предложен обобщѐнный подход, основанный на формализации отношения пользователей к удовлетворению информационных потребностей. Математическая модель комплектования библиотечного фонда сформулирована в виде оптимизационной задачи, которая отличается от существующих тем, что учѐт информационных потребностей пользователей осуществляется путѐм максимизации функции востребованности приобретаемых печатных изданий. Это позволяет повысить качество комплектования библиотечного фонда.
Бесплатно
Статья научная
Анализируется использование методов рассуждения на основе прецедентов при управлении инновационными проектами. На примере электромеханических систем обосновано использование нечёткого онтологического подхода для представления базы проектных прецедентов при управлении инновационными проектами на всех этапах их жизненного цикла. Подход позволяет осуществить нечёткую грануляцию характеристик концептов онтологической модели, типизировать процесс определения релевантности между текущими проектными ситуациями и проектными прецедентами, выполнить поиск обобщённых проектных прецедентных решений, осуществлять анализ и идентификацию типовых ситуаций адаптации базы проектных прецедентов. Для расширения возможностей оценки релевантности между текущими проектными ситуациями и проектными прецедентами предложено использовать показатели нечёткого соответствия, неопределённости установления нечёткого соответствия и нечёткого несоответствия, основанные на расчёте нечёткого относительного расстояния. Рассмотрен оригинальный способ анализа и идентификации типовых ситуаций адаптации путём создания «смежных» проектных прецедентов, объединения и разделения проектных прецедентов, формирования новых и удаления неактуальных проектных прецедентов. Процесс мониторинга базы проектных прецедентов основан на совместной оценке значений предложенных показателей для проектных прецедентов и заключается в проверке условий возникновения типовых ситуаций.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена развитию мультиагентного метода для удовлетворения растущей потребности в вычислительных ресурсах за счѐт повышения адаптивности и эффективности управления в реальном времени. На практике требуется иметь возможность оперативной и гибкой индивидуальноточечной адаптивной корректировки составленного расписания исполнения задач, чтобы обеспечить более высокую эффективность использования ресурсов. Рассматриваемый мультиагентный метод управления вычислительными ресурсами основан на ранее предложенной модели сети потребностей и возможностей, обеспечивающей скользящее адаптивное изменение расписания. Последовательность пошаговых атомарных модификаций в расписании ресурсов включает сдвиги задач на одном вычислительном ресурсе или вытеснение и перераспределение задач между ресурсами. Агент задачи рассчитывает оптимальный «патч» для глобальной эффективности системы, учитывая функции удовлетворѐнности всех затрагиваемых задач. Новым является механизм коллективного принятия решений через расчѐт и согласование «патчей», обеспечивающий динамическую оптимизацию расписания без необходимости его полного перепланирования или переход к полностью распределѐнному решению, исключающему общую сцену данных мира агентов. Экспериментальное сравнение показало, что предложенный метод повышает эффективность системы на 25-30% по сравнению с неадаптивными управлением, не обладающим возможностью частичного пересмотра связей между агентами, сдвига и перераспределения задач по ресурсам. Разработанный метод позволяет повысить масштабируемость и отказоустойчивость систем, расширить его практическое применение для широкого круга задач динамического распределения ресурсов в вычислительных, производственных и логистических системах.
Бесплатно
Необходимость и достаточность при агрегировании на основе неубывающих функций
Статья научная
В работе вводится понятие агрегирования показателей как отображение множества их значений в единственное числовое значение (агрегат) с помощью ограниченной, неубывающей и отличной от константы функции U ( X ). Введены понятия агрегирования по необходимости и достаточности и показано, что иных вариантов подобного агрегирования не существует. Исследованы свойства агрегирования по необходимости и достаточности. Введены понятия ценности и полезности подмножества показателей, как мер его необходимости и достаточности. Ценность связана с величиной снижения значения агрегата при минимизации показателей, входящих в соответствующее подмножество, полезность - со значением агрегата, когда эти показатели, и только они, принимают максимальное значение. Показано, что свойства агрегируемых систем, для каждого компонента которой существует агрегат, определяются, в том числе, законами агрегирования. Например, что каждая агрегируемая система имеет ядро - подмножество компонентов, функциональность которых определяет функциональность системы в целом.
Бесплатно
О развитии подходов системной оценки безопасности при проектировании технических систем
Статья научная
Задача исследования заключается в разработке и развитии аналитических подходов для сравнительной оценки безопасности технических систем при осуществлении экспертной деятельности. Определены приоритетные направления подбора количественных демонстрационных показателей устройств и технологий, рекомендации для выбора стратегий экспертной работы при проведении экспертиз и экспертных оценок безопасности технических систем. Разработан фактологический подход для относительного (рейтингового) сравнения проектируемых, планируемых или применяемых технологий без использования экспериментальных данных при отсутствии эксплуатационного опыта. Показаны новые возможности для расширения экспертных оценок и анализа проектов оборудования и технологических решений. Их новизна заключается в применении подходов развивающейся концепции сэйфеометрики и состоит в использовании правдоподобных закономерностей для количественной оценки параметров, содержащихся в проектно-технической документации и характеризующих технические системы и комплексы. Данные для анализа могут быть подготовлены (собраны) экспертами или проектантами на основании требований и рекомендаций экспертов.
Бесплатно
О третьих формах конъюнкции и дизъюнкции в логиках с векторной семантикой
Статья научная
В работе вводятся понятия информационного и нативного противоречий. Под первым понимается противоречивость суждения, обусловленная противоречивостью источников информации; под вторым - ситуация, когда утверждение совместно истинно и ложно в одном и том же отношении в один и тот же момент времени (противоречие имманентно объекту). На основе понятия нативного противоречия для класса логик с векторной семантикой впервые определяются третьи формы конъюнкции и дизъюнкции (нативные конъюнкция и дизъюнкция) как дополнение к известным первой и второй формам, а также другие нативные связки и отношения. Рассмотрены некоторые их свойства: выполнимость законов де Моргана для этих форм в совокупности с первой формой отрицания; коммутативность; особая роль вектора истинности «неопределённость» и др. Отмечается, что хотя данные формы вводятся в допущение существования нативного противоречия, они, а также иные нативные связки и отношения, могут представлять интерес при принятии решений в условиях информационных противоречий. В качестве примера нативного противоречия приводятся кубиты - основа квантовой обработки информации.
Бесплатно
Обеспечение актуальности знаний о бизнес-процессе предприятия на основе онтологической модели
Статья научная
Рассмотрена задача обеспечения актуальности знаний о бизнес-процессе предприятия на основе его онтологической модели. Устаревание моделей бизнес-процессов предприятия ведёт к необходимости перепроектирования решений по их автоматизации. Приведены подходы к решению задачи поддержания актуальности модели бизнес-процесса. Исследован нормативный базис бизнес-процесса предприятия на предмет его подобия моделям, разрабатываемым для решения задач по автоматизации, и сделан вывод о наличии у них общей основы. Это позволяет рассматривать нормативный базис как метамодель и сохранять данные с использованием лингвистических переменных. Рассмотрены онтологические модели, построенные по стандарту IDEF5 для наиболее распространённых нормативных документов бизнес-процесса. Выявлено, что одним из важнейших элементов управления промышленным предприятием и его бизнес-процессами является поддержание актуальности всех компонентов, включая ситуационно-онтологическую модель. Предложена методика интеграции онтологической модели в процесс актуализации нормативных документов предприятия, сохранения знаний о бизнес-процессе и извлечения их для формирования изменений к нормативным документам и к моделям, использующимся для автоматизации бизнес-процессов. Рассмотрен пример применения методики для планирования ремонта оборудования, осуществляемого вне основного плана работы.
Бесплатно
Онтологии как инструмент создания открытых мультиагентных систем управления ресурсами
Статья научная
В статье рассматривается использование онтологических моделей объектов планирования для сокращения трудоёмкости разработки и расширения возможностей по настройке мультиагентных систем управления ресурсами предприятий. В этих целях вводится базовая онтология планирования ресурсов, относительно независимая от предметной области, и даются примеры её расширения для управления ресурсами в различных прикладных сферах. В качестве центрального понятия предлагаемой онтологии планирования выделяется концепт «Задача», позволяющий формализовать требования к необходимым ресурсам, установить связи с предшествующими и последующими задачами, определить входные и выходные объекты каждой задачи. Показывается, что на основе этого концепта появляется возможность создать относительно универсального и легко настраиваемого программного агента задачи; на его базе в мультиагентной системе строится расписание как сеть потребностей и возможностей связанных между собой задач конкретного производства. На основе базовой онтологии и её прикладных расширений строится база знаний предприятия, содержащая его онтологическую модель, включающую экземпляры введённых классов понятий и отношений. Предложены расширения классов агентов сети потребностей и возможностей и разработан мультиагентный метод планирования ресурсов, использующий базу знаний предприятия. Приводится описание разработанного комплекса программных средств, с помощью которого осуществляется создание онтологии и базы знаний, а также планирование производства до уровня задач отдельных сотрудников. Обсуждаются перспективы развития предложенного подхода для создания онтологических «цифровых двойников» предприятий, применимых как в оперативном управлении, так и для моделирования процессов модернизации предприятий.
Бесплатно
Статья научная
Обоснована актуальность и сформулированы предложения по созданию онтологий научно-технологического прогнозирования в области обороны и безопасности государства на основе методологии построения концептуальных карт. Разработан базовый вариант онтологии, отражающий взаимосвязи основных концептов. Определены основные направления применения онтологий для решения задач программно-целевого развития системы вооружения и оборонно-промышленного комплекса. Визуальный подход к созданию онтологических моделей научно-технологического прогнозирования позволяет участникам формирования прогноза облегчить процесс исследования материала научно-технологического прогнозирования. Разработаны концептуальные карты формирования прогноза в целом, научно-технологического прогноза, прогноза военных технологий, а также показаны области применения онтологии научно-технологического прогноза и рассмотрены вопросы автоматизации формирования прогноза. Новизна представленных результатов заключается в том, что системно описаны онтологии формирования прогноза развития науки и техники в интересах обеспечения обороны страны и безопасности государства, что позволяет устранить неоднозначность взглядов на процессы научно-технологического прогнозирования. Сформированная онтологическая система научно-технологического прогнозирования в области обеспечения обороны страны и безопасности государства расширяет знания специалистов по формированию прогнозов в указанной сфере, позволяет однозначно трактовать понятия, системно подходить к формированию прогнозов, что будет способствовать повышению качества формируемых прогнозов. Прогнозы входят в состав единых исходных данных при формировании государственных программ вооружения и развития оборонно-промышленного комплекса. Авторы полагают, что предлагаемая онтологическая система научно-технологического прогнозирования будет способствовать повышению реализуемости мероприятий и эффективности государственных программ.
Бесплатно
Онтологический нечётко-возможностный подход к созданию модели управления печью пиролиза
Статья научная
Для объектов хозяйственной деятельности рассматриваются разработка и применение прикладного подхода к созданию подсистемы принятия управленческих решений, устраняющих возможные семантические разрывы между смежными слоями производственно-технологической иерархии при описании разноуровневых информационных потоков. Созданная с помощью предложенного подхода подсистема принятия решения способна обрабатывать разноуровневые потоки данных в комплексной структуре поддержания указанных объектов в жизнеспособном состоянии. Предложенный подход базируется на вертикально-интегрированных онтологических моделях, созданных с использованием стандартных программных средств. Выявленные семантические связи между концептами внутри формализованных разноуровневых онтологических моделей восстанавливаются с помощью явных и неявных знаний экспертов о ведении производственных операций. В качестве методологической основы извлечения и формализации знаний экспертов в виде нечёткого аналитического полинома выбран нечётко-возможностный подход. Применение предложенного подхода показано на примере управления процессом пиролиза высокомолекулярного углеводородного сырья в специализированных печах.
Бесплатно
Онтологический синтез моделей нестационарной динамики бортовых интеллектуальных систем
Статья научная
Рассматривается онтологический синтез моделей интерпретации нестационарной динамики в бортовых интеллектуальных системах, функционирующих в режиме экстренных вычислений ( Urgent Computing - UC ). Сформулирована онтологическая система динамической базы знаний на основе теоретических моделей современной теории катастроф. Анализ и прогноз эволюционной динамики нестационарного объекта реализован в мультипроцессорной вычислительной среде. В рамках онтологической системы сформулирован подход к интерпретации нестационарной динамики с использованием фрактальной геометрии и теории устойчивости динамических систем. Практическое приложение разработанной модели онтологии обсуждается применительно к интерпретации взаимодействия морского динамического объекта с внешней средой на заданном временном интервале. Динамическая модель современной теории катастроф определяет движение морского динамического объекта системы к целевому аттрактору и при потере устойчивости. Приведены примеры реализации онтологического синтеза нестационарной динамики в системах обеспечения безопасности мореплавания и посадки летательных аппаратов корабельного базирования.
Бесплатно
Онтология направляемого развития научных способностей молодёжи. Часть 1: основные понятия и модели
Статья научная
В статье предпринята попытка анализа новых тенденций в работе с одарённой молодёжью. Представлена новая форма системной, организационной и научно-направляемой самостоятельной деятельности мотивированного школьника или студента. Эта деятельность, во-первых, направлена на удовлетворение познавательных интеллектуальных, а также иных потребностей учащегося и эффективное развитие его творческого потенциала; во-вторых, связана с последовательным решением исследовательских задач с заранее неизвестными результатами, возрастающей новизной, актуальностью и сложностью; в-третьих, поддерживается специально организованной единой развивающей научно-образовательной средой в рамках образовательной организации, региона, отрасли, страны; наконец, предполагает научно-обоснованную унифицированную оценку развивающего эффекта и научной значимости текущих результатов деятельности. Обсуждаются характеризующие эту деятельность основные понятия и иллюстрирующие их примеры и математические модели. К ним относятся авторская структуризация функций и уровней исследовательской деятельности, многоплановая система критериев оценки научно-развивающих результатов исследовательских работ, выполняемых молодыми исследователями, функциональный профиль, функциональный рейтинг и профессиональный функциональный рейтинг молодого исследователя, рассчитываемые по результатам оценки выполненного им исследования. Впервые предложена математическая модель формирования допустимых вариантов исследовательской деятельности, позволяющая формировать оптимальную развивающую методическую структуру планируемых исследований. Особенностью предлагаемого подхода является использование порядковых оценочных шкал с преобразованием результатов их применения в количественные оценки на основе метода уверенных суждений лиц, принимающих решения. Введённые понятия объединены в виде графической схемы онтологии направляемого развития научных способностей молодежи.
Бесплатно
