Методы и технологии принятия решений. Рубрика в журнале - Онтология проектирования
Онтология направляемого развития научных способностей молодёжи. Часть 2: общая схема
Статья научная
Продолжено начатое в первой части статьи формирование онтологии развивающей деятельности одарённой молодёжи старшего школьного и вузовского возраста, названной «продвинутой учебно-исследовательской деятельностью». Это форма самостоятельной деятельности мотивированного школьника или студента направлена на удовлетворение его познавательных интеллектуальных и иных потребностей и развитие творческого потенциала, связана с последовательным решением исследовательских задач, поддерживается специально организованной развивающей научно-образовательной средой, предполагающей периодическую унифицированную оценку развивающего эффекта и научной значимости получаемых результатов. В дополнение к первой части статьи описывается онтология развития характеристик личности молодого исследователя: эрудиции, кругозора, исследовательской активности и социализации в научной среде. Впервые на количественной основе с использованием авторской математической модели проанализированы возможности учёта при планировании развивающей структуры НИР связи исследовательской функциональности с исследовательской мотивацией молодого исследователя, предложены блоки эрудиции, кругозора и социализации многоплановой системы критериев оценки личностных качеств. Описана общая схема направляемого развития молодого исследователя в рамках его учебно-исследовательской деятельности на основе таких понятий как: многоплановые системы критериев оценки НИР и личностных качеств молодого исследователя, математическая модель оптимизации развивающей структуры НИР, математическая модель формирования оптимальных вариантов личностного развития, консультационная система направляющей поддержки индивидуального развития и др. Введённые понятия объединены в виде графической схемы онтологии направляемого развития научных способностей молодёжи.
Бесплатно
Онтология паттернов человеко-машинного сотрудничества для поддержки принятия решений
Статья научная
В процессе сотрудничества человека и машины часто возникают повторяющиеся проблемы, что мотивировало обращение к паттернам сотрудничества, которые содержат готовые схемы решения для многократно возникающих однотипных проблем. Целью исследований является разработка моделей, способствующих организации человеко-машинного сотрудничества при поддержке принятия решений на основе паттернов сотрудничества. В работе использованы методы концептуального, онтологического и сценарного моделирования. По описаниям паттернов сотрудничества, обнаруженным в различных проблемных областях, построены концептуальные модели, представляющие пять видов паттернов: организационные паттерны, когнитивные паттерны, паттерны информационного взаимодействия, паттерны процесса и паттерны совместной инженерии. Разработаны онтологическая модель паттерна сотрудничества и онтология паттернов человеко-машинного сотрудничества, объединяющая различные виды таких паттернов. Разработанные модели являются новым результатом, позволяющим унифицировать существующие подходы к описанию паттернов сотрудничества. Предложен вариант сценария, показывающий возможность использования разработанной онтологии для поддержки принятия решений. Разработанные модели для организации человеко-машинных коллективов и их деятельности могут способствовать повышению качества решений за счёт использования паттернов решений для однотипных проблем и обеспечению эффективного сотрудничества человека и машины.
Бесплатно
Оптимизация обобщенных многоцелевых систем
Статья научная
В статье расширяется ранее введенное автором понятие многоцелевой системы. Многоцелевая система рассматривалась как множество элементов, в совокупности реагирующих на множество внешних воздействий путем оптимального распределения этих воздействий между собой. При этом полагалось, что в многоцелевой системе критерий оптимальности скалярен, любой элемент системы может реагировать на любое отдельное внешнее воздействие, причем исключительно автономно, то есть не в кооперации с другими элементами системы. В статье рассматривается модель обобщенной многоцелевой системы, где эти ограничения снимаются. Предусматриваются ограниченная возможность реагирования элементов системы на внешние воздействия, возможность совместного реагирования ее элементов на отдельные внешние воздействия и многокритериальность оценки эффективности функционирования системы. Предложены точные алгоритмы оптимизации интегральных и гарантирующих систем, основанные на модели смешанного линейного программирования. Учитывая их высокую размерность, предлагаются точные и эвристические методы снижения размерности численно решаемых при этом оптимизационных задач. В терминах оптимизации обобщенных многоцелевых систем могут успешно решаться задачи проектирования технических объектов и систем технических объектов, стандартизации и унификации, размещения и обслуживания и др.
Бесплатно
Оптимизация при ограничении числа проектных переменных
Статья научная
Изложен новый подход к постановке и решению оптимизационных задач линейного и нелинейного типа. От классической задачи линейного программирования оптимального распределения ограниченных ресурсов между заданными процессами, рассматриваемая постановка задачи отличается необходимостью выбора ограниченного числа процессов из некоторого конечного множества и распределения ресурсов по этим процессам. Целью является получение оптимального значения целевой функции по отношению к другим вариантам выбора числа процессов из этого же множества и распределению ресурсов между ними. Целевая функция может быть как линейной, так и нелинейной. Нелинейная функция должна обладать определёнными свойствами для корректной работы предложенного алгоритма поиска оптимального решения. Описываемый метод основан на развитии идей динамического программирования Беллмана. Приводятся доказательства оптимальности получаемых решений. В статье даётся оценка вычислительной сложности алгоритма и сравнение с классическими методами решения рассматриваемых задач. Охарактеризованы типы прикладных задач, решаемых с использованием предложенного метода. Компьютерные реализации описанного алгоритма могут использоваться в автоматизированных системах поддержки принятия решений.
Бесплатно
Особенности принципа эргономичности в архитектуре и дизайне современного жилища
Статья научная
В статье рассматриваются особенности применения принципа эргономичности в архитектуре. Именно этот принцип определяет концепцию архитектурной, дизайнерской и технической оснащённости внутреннего жизненного пространства жилища, которая построена по законам эргономики и учитывает характеристики среды обитания человека. Это климат (состав воздуха, температура воздуха, влажность воздуха), свет, звук, информация, безопасность и другие параметры, на основе которых формируются архитектура и дизайн, имеющие эстетическое значение. В процессе жизненного периода цвет, фактура и материалы влияют на поведение и эмоциональное состояние человека, личную гармонию и комфорт. Тенденция использования новых технологий при создании архитектурных объектов связана с новым отношением к ценности окружающей среды, сохранению и сбережению энергии. Концепция формирования «умного здания», использующая технические инновации будущего - сложную интегрированную экологическую систему, служит повышению комфорта жилой среды и экономии энергоресурсов, открывает широкие перспективы позитивного влияния на социальные условия жизни, сокращение затрат общества на энергообеспечение, улучшение экологических условий.
Бесплатно
Оценка бюджета проекта по критериям удовлетворённости акторов
Статья научная
В руководствах по управлению проектами создания программных компонентов вычислительно-коммуникационных систем отмечается, что качество результатов определяется обоснованностью организационных решений, связанных с управлением проектом. Подчёркивается, что организационные ошибки, допускаемые на начальных стадиях проекта, включая недостаточную обоснованность бюджета проекта, имеют тяжелые последствия. Новизна настоящей работы заключается в утверждении о том, что качество результатов проекта в равной степени определяется не только удовлетворённостью потребителей/заказчиков, но и удовлетворённостью разработчиков ходом выполнения проекта. Предложена схема оценивания возможных границ бюджета проекта, в которых возможно получение решения, приемлемого как для потребителей/заказчиков, так и для исполнителей проекта. Основу схемы составляет использование опыта потребителей и разработчиков в реализации схожих по содержанию проектов. Модельную основу схемы составляют нелинейные эмпирические функциональные зависимости между показателями удовлетворённости акторов, бюджетом проекта и длительностью его реализации. Повышение обоснованности оценки бюджета с учётом опыта акторов является предпосылкой сокращения организационных дефектов проекта, что делает возможным достижение требуемого качества инфраструктурных компонентов вычислительно-коммуникационных систем.
Бесплатно
Оценка согласованности мнений неоднородных акторов на предпроектной стадии
Статья научная
Основу результатов, представленных в настоящей работе, составляет использование системных архетипов, которые являются унифицированными концептуальными моделями организационных проблем, возникающих при управлении сложными системами. Использование таких архетипов позволяет получить сопоставимые описания проблемных ситуаций при различном видении заинтересованными сторонами (акторами) факторов, препятствующих интеграции локальных систем. Модельную основу исследований составило сочетание системных архетипов и модели «Дом качества», а также коэффициенты корреляции: ранговые, парциальные и множественные. Представлен пример многоаспектного моделирования, в котором полученные коэффициенты корреляции являются индикаторами степени схожести точек зрения акторов на факторы проблемной ситуации. Множественные коэффициенты корреляции рассматриваются как характеристики степени согласованности мнений отдельного актора с мнениями других акторов. Парциальные коэффициенты корреляции рассматриваются как степень согласованности мнений между парами акторов. Предлагаемый аппарат формирования количественных оценок степени совпадений видений проблемных ситуаций неоднородными акторами позволяет оценить эффективность мероприятий, направленных на формирование коммуникационной основы для выработки акторами консолидированного мнения относительно значимости различных факторов проблемной ситуации.
Бесплатно
Парето-оптимизация производственного расписания на основе метода муравьиных колоний
Статья научная
Для оптимизации работы автоматизированного технологического участка механообработки наряду с модифицированным муравьиным алгоритмом, разработана объектно-ориентированная модель организационно-технологического процесса загрузки оборудования, представляющая систему взаимодействующих классов её типовых компонентов. Объектная модель описывает структуру классов, составляющих систему производственного процесса, их атрибуты, операции, взаимосвязи с другими классами. Модель позволяет рассчитать значения целевой функции и оценить качество потенциальных решений. Впервые предложено использование муравьиных алгоритмов совместно с объектно-ориентированным имитационным моделированием для оптимизации производственного расписания. Каждый искусственный муравей находит потенциальное решение задачи. Концентрация искусственного феромона определяется качеством решения относительно используемых критериев оптимизации. Для искусственных муравьев предложены формулы расчёта концентрации феромона и определены правила перехода, которые управляют процессом поиска оптимального решения. Предложена многокритериальная оптимизация с адаптивными весами, где в процессе решения корректируются веса целевой функции. Рассмотрены варианты выбора критериев оптимальности: максимизация среднего коэффициента загрузки технологического оборудования, минимизация нарушения крайних сроков изготовления заказа при минимальной длительности цикла изготовления деталей, минимизация нарушения крайних сроков изготовления заказа при минимизации времени переналадок оборудования, минимизация нарушения крайних сроков изготовления заказа при минимальной длительности изготовления деталей и времени переналадок оборудования. Экспериментальные исследования выполнены для решения задачи двух и трёхкритериальной оптимизации на примере автоматизированного технологического комплекса механообработки.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается применение системы поддержки принятия решений для оценки качества предоставления государственных услуг с применением онтологического анализа и теории систем массового обслуживания. В виде причинно-следственной диаграммы Исикавы представлены факторы, которые оказывают влияние на качество государственных услуг: персонал, условия предоставления услуги, организованность процесса предоставления услуги, методическое обеспечение предоставляемой услуги, доступность услуги. Представлена диаграмма требований к системе поддержки принятия решений, включающая основные, функциональные, нефункциональные и экономические требования. Представлен фрагмент онтологии системы поддержки принятия решений, построенной по модульному принципу. Показана процедура выбора оптимального варианта системы массового обслуживания по техническим, экономическим критериям и критериям надёжности системы с применением метода экспертных оценок (метод аналитической иерархии Т. Саати).
Бесплатно
Поддержка принятия решений при управлении программными проектами на основе нечёткой онтологии
Статья научная
Рассмотрены вопросы управления знаниями при выполнении программных проектов и организации поддержки принятия решений для их участников. Актуальность исследований обоснована необходимостью снизить степень неопределённости при принятии решений и подтверждена статистикой выполнения проектов. Поддержку принятия решений предложено организовать на основе анализа прецедентов ранее происходивших проблемных ситуаций и поиска оптимального решения в текущей ситуации, для чего предложено использовать методы инженерии знаний, в частности, онтологического анализа предметной области. Разработана методика формирования нечёткой онтологии поддержки принятия решений при управлении программными проектами. Новизна модели поиска прецедентов заключается в сочетании различных механизмов логического вывода при принятии решений на базе всего комплекса знаний о предметной области. Большой объём информации не позволяет использовать простые поисковые запросы для оперативного поиска необходимой информации, созданной в процессе выполнения проекта. Предложен алгоритм формирования поискового запроса, учитывающего нечёткие свойства, нечёткие таксономические и ассоциативные отношения между классами объектов в онтологии. Эффективность предложенных решений подтверждена экспериментом на прототипе интеллектуальной системы поддержки принятия решений.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается технология принятия решений на примере разработки специализированной системы поддержки принятия решений для разработчиков систем визуализации информации. Актуальной задачей является поддержка выбора метода глобального освещения из более 60 существующих. Постановка этой задачи выполнена на основе анализа предметной области методов глобального освещения и принятых показателей их оценки. Приведены простейшие варианты организации рационального решения поставленной задачи. Разработанную систему поддержки принятия решений - десктопное кроссплатформенное программное приложение на базе платформы AvaloniaUI - можно рассматривать как пример типовых решений подобных задач.
Бесплатно
Подход к оценке сложных технических систем на ранней стадии разработки
Статья научная
Рассматривается подход к оценке сложных технических систем на ранней стадии их разработки. В качестве сложных технических систем исследуются комплексы с многофункциональными беспилотными летательными аппаратами двойного назначения. Новизна работы заключается в комплексировании оценки путём структурирования методов и стохастических моделей анализа сложных технических систем в технологической компьютеризированной среде разработчика, выбора стратегии принятия решений на этапах предварительного проектирования, включающей метод экспертных оценок. На примере беспилотных летательных аппаратов показана технология выбора рационального варианта сложных технических систем из числа альтернатив сформированного модельного ряда с помощью информационно-аналитической системы. В информационно-аналитической системе реализована процедура многокритериальной оценки сложных технических систем, основанная на методах экспертных оценок. Получены первичные результаты комплексной оценки разведывательно-ударных и ударных комплексов многофункциональных беспилотных летательных аппаратов массой 0,3-2 т.
Бесплатно
Статья научная
Для обеспечения бесперебойной работы электроэнергетических систем необходимо периодически проводить диагностирование электрооборудования с использованием методов и моделей, учитывающих параметры и факторы, влияющие на его состояние. В работе рассмотрен подход к оценке технического состояния электрооборудования с использованием взвешенных нечётких правил с учётом разнотипной информации (измерительной, экспертной). Новизной подхода является представление параметров в виде нечётких треугольных чисел и формирование векторов весов важности значений терм-множеств параметров. Это позволяет: оценить техническое состояние электрооборудования в условиях разнотипной информации для прогнозирования состояния оборудования; быстро выявить параметры, значения которых вышли за допустимые пределы, тем самым определить предварительную причину выхода оборудования из строя, а также принять обоснованные диагностические решения относительно состояния электрооборудования.
Бесплатно
Другой
Бесплатно
Построение карт потока создания ценности на основе онтологического подхода
Статья научная
Цель работы - оценка и повышение эффективности работы производственного предприятия посредством разработки и внедрения карты потока создания ценности. Проведён анализ метода карт потока создания ценностей, выявлены его недостатки и особенности. Построена карта потока создания ценностей текущего состояния производственного процесса и сделан вывод о том, что карта позволяет улучшить данный процесс потока. На основе анализа частного случая сети Петри показана необходимость в определении объектов, взаимосвязей и отношений инцидентности. Основные объекты определены посредством построения фреймовой модели взаимодействия ключевых параметров производства. Взаимосвязи между объектами и отношения инцидентности выявлены при помощи построения онтологической модели. Анализ построения карт потока создания ценностей позволил выявить пять видов затрат времени. Для снижения времени перемещения, времени загрузки-выгрузки и ликвидации простоев предложено использовать сети Петри с применением циклограмм.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена рассмотрению роли актора в назначении функциональных свойств базовых и эталонных образцов аппаратно-программных комплексов (АПК). Рассмотрены особенности формирования внешнего облика АПК с позиций положений теории интерсубъективного управления. Рассмотрены понятия «вредные» и «полезные» функции АПК с учётом точки зрения различных акторов. Предложены векторные представления функциональных свойств базовых образцов, приведена многомерная модель, позволяющая анализировать функциональные свойства АПК с учётом разных режимов использования и различных мнений акторов. Предложен подход к оцениванию степени отклонения свойств АПК от базовых, а также функциональной пригодности АПК с учётом совокупности оценок акторов.
Бесплатно
Применение векторного формализма в логике и логико-математическом моделировании
Статья научная
В статье выполнен обзор ряда направлений, посвящённых применению векторного формализма в логических исследованиях. Выделяются три таких направления. Первое связано с усложнением формального аппарата классической математической логики за счёт векторизации категорий Истины и Лжи. Оно представлено векторной логикой Е. Мизрахи и матричной логикой А. Штерна. Второе основано на векторизации логической семантики. В нём истинность рассматривается как многокомпонентный вектор. Здесь отмечены логика К.И. Бахтиярова, нейтрософская логика Ф. Смарандаке и логики с векторной семантикой. Третье направление связано с векторизацией силлогистики Аристотеля. Векторное представление в последнем случае используется для частичной визуализации и автоматизации построения силлогизмов. Все три направления имеют практическое значение и находят применение, в частности, для решения задач в области вычислительной техники и искусственного интеллекта.
Бесплатно
Применение метода парных сравнений при проектировании композитных корпусов космических телескопов
Статья научная
Рассматривается задача проектирования прецизионных крупноразмерных корпусных конструкций. Отмечена перспективность применения композиционных материалов в крупногабаритных несущих конструкциях космических телескопов. Проектная задача создания несущей конструкции корпуса телескопа оптико-электронного комплекса сформулирована в стандартной форме в терминах нелинейного математического программирования. Осуществлена декомпозиция задачи на ряд структурных и параметрических подзадач. Отмечены трудности формализации задачи выбора структурных решений и на примере корпусной композитной конструкции космического телескопа показаны пути её решения. Подробно рассмотрены выбор концепции силовой схемы корпуса телескопа и директивной технологии его изготовления. Для выбора рационального варианта конструкции и технологических приёмов изготовления корпуса с учётом разнородных требований к изделию применён метод парных сравнений. Приведены оригинальные технические решения, подтверждённые патентами: корпус телескопа в виде оболочки с наружным набором подкрепляющих рёбер и технология её формования с использованием эластичных формующих элементов. Показаны примеры корпусных конструкций из композиционных материалов, спроектированных и изготовленных с использованием представленных методов. Эффективность применённых методов при проектировании композитных конструкций в условиях действия комплекса разнородных требований к изделию подтверждена параметрами изготовленных изделий.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время идёт активная цифровизация процессов предоставления государственных услуг и исполнения функций государственными органами власти. В сфере государственных услуг поставлена задача их проактивного предоставления, вследствие чего появляется необходимость разработки систем поддержки принятия решений для оказания услуг населению в проактивной форме и их информационного обеспечения. Такие системы должны иметь возможность адаптироваться к изменению законодательства и обладать таким механизмом логического вывода, который мог бы определять государственные услуги, полагающиеся заявителю, на основании ограниченной информации о нём. Цель работы - исследование возможности применения миварного подхода при создании подобных систем поддержки принятия решения. Описана суть миварного подхода как математического аппарата для разработки систем искусственного интеллекта, созданных путём комплексирования продукционного подхода и «сетей Петри». Рассмотрены модели и методы миварного подхода, проведён анализ моделей представления структур данных, а также методов поиска маршрута логического вывода на сети правил. Представлено технологическое и техническое описание системы поддержки принятия решений, основанной на миварном подходе. Предложены этапы построения логической сети гиперправил с мультиактивизаторами, созданной с использованием экспертных систем, и показана её реализация на примере предоставления государственных услуг.
Бесплатно
Проектирование силовых аддитивных конструкций: теоретические основы
Статья научная
Рассматриваются взаимосвязи и взаимное влияние в триаде основных инженерных понятий - материал, технология, конструкция. Обсуждаются возможности аддитивных технологий по созданию новых конструкций и материалов. Ставится и решается задача об оптимальном распределении материала в теле с переменной плотностью. Предлагается алгоритм топологической оптимизации силовых конструкций из материала с переменной плотностью по критерию минимума массы. Основные механические свойства гипотетического материала предполагаются пропорциональными его плотности. Рассматриваются ограничения по прочности и жёсткости при одном и нескольких случаях нагружения. Обсуждается и уточняется содержание понятий «оптимальная» и «рациональная» конструкция. Предлагается объективный критерий «силовой фактор», который учитывает величину и протяжённость действия внутренних усилий, для сравнения весового совершенства различных вариантов конструкций и оценки их близости к теоретически оптимальному решению. Приводятся примеры проектирования плоских и пространственных конструкций.[Н1] Как одно из возможных направлений дальнейшего развития аддитивных технологий формулируются задачи по разработке новых материалов и способов создания структур с переменной плотностью.
Бесплатно
