Методы и технологии принятия решений. Рубрика в журнале - Онтология проектирования
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
Статья научная
Цель работы - проектирование схемы системы поддержки принятия решений перекомпонуемого производства с применением онтологического подхода и математического моделирования. Проведена декомпозиция процесса производства продукции в перекомпонуемом производстве, выделены основные влияющие факторы. Приведена концептуальная схема и иерархия классов построенной онтологии предметной области. Для учёта приоритетности влияющих факторов и выявления управляющих воздействий, влияющих на скорость перекомпомпоновки производства, разработана причинно-следственная схема Исикавы. Предложено формализованное описание процесса выбора оптимального пути перекомпонования производственной системы. Разработана схема системы поддержки принятия решений для перекомпонуемого производства, основанная на учёте временных и пространственных факторов перекомпоновки. Предложена структура времени перекомпоновки, позволяющая оптимизировать несколько факторов одновременно. Приведён пример оптимизации времени перекомпоновки участка перекомпонуемого производства с применением метода динамического программирования Беллмана и теории графов.
Бесплатно
Робот-проектант: на пути к реальности
Статья научная
Со времени выхода статьи «Робот-проектант: фантазия и реальность», опубликованной в журнале «Онтология проектирования» №4(6) в 2012 году, прошло ровно три года. В данной статье представлены новые результаты исследований, выполненных в Самарском государственном аэрокосмическом университете имени С.П. Королева, в области автоматизации предварительного проектирования самолета. Основное внимание уделено формализации знаний, проектных процедур и операций в выбранной предметной области, семантическому и математическому моделированию. В качестве семантической основы будущей информационной системы (интеллектуального помощника проектанта) выступает тезаурус предметной области, который является интегратором всех баз данных, знаний, процедур и сценариев проектирования. Существенным развитием в формализации проектных работ является математическое моделирование - симбиоз параметризованных геометрических 3D моделей, статистических и конечно-элементных моделей при оценке аэродинамических нагрузок, прочности и масс конструкции. Особое место в создании робота-проектанта занимает интерфейс, который должен обеспечить конструктора всей необходимой информацией для принятия окончательных решений и «объяснить» при необходимости «свои» рекомендуемые решения. Созданный прототип робота-проектанта в виде демонстрационного образца в сложной, высокотехнологичной и наукоёмкой области позволяет надеяться в будущем на реализацию автоматического проектирования простых конструкций и сокращение времени проектирования традиционных схем артефактов.
Бесплатно
Самоорганизующиеся сетевые экспертные среды в системах с эндогенным принципом целеуказания
Статья научная
В статье обсуждается проблема построения модели функционирования социально-экономической системы, использующей механизмы информационного взаимодействия её участников. Центральным моментом такого взаимодействия является формирование согласованных представлений о целях, ограничениях, потребностях, возможностях и направлениях развития. Модель позволяет не только определить заказчиков и потребителей товаров и услуг, требования к объёмам и показателям качества, но и формировать их представления о собственных потребностях. Это позволяет считать, что механизмы формирования согласованных представлений и способов действия участников системы являются более эффективными, чем, например, рыночные или командно-иерархические. Показано, что наиболее перспективной формой информационного взаимодействия при решении задач поиска, производства нового знания и определения направления его использования становятся саморазвивающиеся сетевые экспертные среды. Элементарной частью такой среды является эксперт-профессионал, владеющий современными телекоммуникационными технологиями. Интеграция в сетевой структуре естественных интеллектов образует коллективный стратегический субъект, который является средством синергии знаний и действий в процессе развития. Рассматривается проблема построения самоорганизующихся сетевых экспертных сред для обеспечения инновационного развития производств, выпускающих высокотехнологичную, наукоёмкую продукцию и услуги.
Бесплатно
Система поддержки принятия решений для бизнес-процесса внутреннего аудита качества предприятия
Статья научная
Изложен подход по применению ситуационно-онтологической методологии построения системы поддержки принятия решений для предметной области внутреннего аудита качества предприятия. Отмечается проблема, связанная с высокими требованиями к компетенции специалистов данной области. Для предметной области внутреннего аудита качества разработана концептуальная модель в виде её функциональной схемы. С использованием стандарта IDEF5 разработана онтологическая модель одной из основных функций бизнес-процесса аудита качества, предложен подход к организации хранения информации бизнес-процесса в базе данных. Для функции классификации причин несоответствий при аудите качества приведён пример настройки решателя интеллектуальной компоненты системы поддержки принятия решений. Выявлены значимые точки принятия решений в бизнес-процессе аудита качества, сформирована структура взаимодействия его участников с интеллектуальной подсистемой системы поддержки принятия решений. Предложена структура интеллектуальной подсистемы системы поддержки принятия решений, используемой в процессе аудита качества на предприятии.
Бесплатно
Статья научная
Автономные транспортные средства являются сложными объектами, оснащёнными средствами мониторинга технического состояния и передачи данных для диагностики и прогнозирования. Проектирование новых образцов автономных и роботизированных автомобилей неразрывно связано с разработкой системы технического обслуживания. Эффективное функционирование системы технического обслуживания обеспечивается использованием интеллектуальных технологий и цифровых двойников. В статье рассматривается подход к проектированию системы поддержки принятия решений при техническом обслуживании и ремонте парка автономных транспортных средств. Система поддержки принятия решений ориентирована на роботизированные автомобили сельскохозяйственного назначения. Предлагаемая структура системы носит общий характер и может использоваться в транспортно-логистических предприятиях различных отраслей экономики. Представлена общая архитектура системы технического обслуживания, включающая нейро-цифровой двойник транспортного средства, блок аналитики, имитационные модели процессов эксплуатации и сервисные центры. Компонентами нейро-цифрового двойника являются цифровые двойники агрегатов автомобиля, база знаний, онтология предметной области, искусственные нейронные сети и коллектив экспертов. Предлагаемый подход основам на сочетании интеллектуальных технологий и имитационного моделирования во взаимодействии с коллективом экспертов. Разработан комплекс имитационных моделей функционирования парка автономных транспортных средств. Для анализа процессов эксплуатации автономных автомобилей предложены модели, основанные на стохастических временных раскрашенных сетях Петри. Разработанная системы поддержки принятия решений может быть использована на этапе виртуального ввода в эксплуатацию и при реальной работе автономных транспортных средств.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены алгоритмы проектирования рекомендательных систем на основе анализа данных о продуктовых покупках пользователей одного из крупных онлайновых ритейлеров. Используя современные методы хранения и анализа данных, эффективные рекомендательные системы позволяют формировать покупательский интерес клиентов и повысить стоимость среднего чека в отдельных заказах. В статье описана построенная аппаратно-программная система на облачных веб-сервисах Amazon EMR и S3. С помощью данной системы изучен исходный набор данных, построены типовые примеры рекомендаций и впервые произведено сравнение алгоритмов Alternating Least Squares и Singular Value Decomposition на облачном сервисе для анализа продуктовых онлайн покупок. Рассмотрено применение фреймворков Apache Hadoop и Apache Spark для анализа крупноформатных данных о потребительских корзинах. В статье выполнен анализ пиковых дней недели и ранжирована загруженность в течение дня. Найдены популярные категории товаров. Классифицирован спрос на различные группы товаров по дням недели и частота покупок. Выявлены зависимости между первым и последующими заказами, популярные товары при первом и последующих заказах, изменения предпочтений клиентов с течением времени.
Бесплатно
Тематическое дешифрирование аэроснимков лесных территорий на основе концептуального моделирования
Статья научная
Дистанционное зондирование Земли является одним из главных источников информации о земной поверхности. С развитием беспилотных летательных аппаратов появилась возможность делать аэроснимки с высоким пространственным разрешением, по которым можно более точно идентифицировать объекты. Цель исследования - повышение достоверности интерпретации аэроснимков за счёт разработки методики автоматизированной обработки снимков на основе концептуального моделирования. Анализ методов тематического дешифрирования снимков показал, что ни один из них не обеспечивает необходимое качество сегментации без дополнительной настройки под предметную область. Применена методика концептуального моделирования предметных задач, которая обеспечивает адекватность синтаксических представлений (в т.ч. различных изображений), позволяет контролировать логику решения задач и уменьшить количество ошибок на этапе её программной реализации. Приведено описание информационной системы тематического дешифрирования снимков, реализующей разработанную методику. Проведена оценка достоверности тематического дешифрирования снимков лесных территорий. Показано, что разработанная методика позволила улучшить идентификацию лесных объектов на аэроснимках на 18,6%. Развитие данной методики может выполняться для определения характеристик идентифицируемых деревьев: возраст, порода, высота, запас древесины.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся постановки и предлагаемая технология решения широкого круга задач совместной оптимизации по комплексным критериям эффективности проектных разработок и режимов функционирования сложноструктурированных бесконечномерных детерминированных и не полностью определённых систем с распределёнными параметрами применительно к их описанию операторными уравнениями достаточно общего вида с соответствующими начальными и краевыми условиями. В качестве базовой рассматривается детерминированная задача оптимального проектирования программных управлений режимами функционирования распределённой системы с полным объёмом информации о характеристиках объекта. Предлагаемый метод её решения последовательно распространяется на задачи оптимизации проектных разработок в условиях априори фиксируемых внешних воздействий на объект; на комплексную проблему совместной оптимизации и далее на типичные ситуации оптимального проектирования распределённой системы в условиях интервальной неопределённости её параметрических характеристик и внешних возмущений. Развиваемый подход использует предварительную процедуру параметризации искомых решений, опирающуюся на известные аналитические условия оптимальности; последующую операцию точной редукции к специальным задачам математического программирования; альтернансные свойства их экстремалей, подобные известным результатам теории нелинейных чебышёвских приближений, и фундаментальные закономерности предметной области. Приводится представляющий самостоятельный интерес пример применения полученных результатов общего характера к задаче оптимального проектирования промышленного объекта технологической теплофизики производственного назначения. Предлагаемая интерпретация проблемы оптимального проектирования систем с распределёнными параметрами в виде комплексной задачи совместного поиска соответствующих компонентов векторных пространственно-временных управляющих воздействий и обобщенная на достаточно широкий круг подобных задач технология разработки на этой основе программных стратегий принятия решений являются новыми.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается методика по развитию ситуационной методологии разработки систем поддержки принятия решений для организационных систем с учётом влияния фактора времени. В существующих методологиях недостаточно внимания уделяется связям между организационной частью модели и параметрическим методом, с помощью которого осуществляется выбор приемлемого решения, оценивание последствий принятых решений зачастую игнорируется, а применение данных методологий к решению практических задач затруднительно. Цель статьи - обобщение существующих подходов к принятию решений на основе усовершенствованной методологии разработки систем поддержки принятия решений, которая нацелена на устранение выявленных проблем. Для достижения цели применялись системный и ситуационный подходы, онтологический инжиниринг, структурный анализ систем, методы классификации сложных объектов. Сформированы предложения по совершенствованию ситуационного подхода к созданию систем поддержки принятия решений, включающие определение иерархии компонент процесса принятия решений, описание методов перехода между уровнями принятия решений, с акцентом на уровень выбора параметрического метода для трансформации множества вариантов в результативное решение. Сделан вывод, что предложенная методика позволит упростить процесс проектирования систем поддержки принятия решений для предприятий.
Бесплатно
Формирование обобщённых показателей транспортной системы с позиций заинтересованных сторон
Статья научная
Проблема размерности разнообразных свойств сложных объектов, подлежащих оцениванию, решается путём группировки отражающих их показателей. За объекты оценивания выбраны современные транспортные средства, представляющие собой сложные киберфизические системы. В отличие от применяемого в настоящее время подхода к решению обозначенной проблемы, основанного на практическом опыте и экспертных оценках, предлагается выделить все стороны, заинтересованные в оценивании технического уровня и качества транспортных средств. На основе системного подхода выделены участники жизненного цикла транспортной системы. На разных этапах жизненного цикла транспортного средства ими являются проектировщик и изготовитель, продавец и покупатель, пользователь и эксплуатационник. Показатели транспортной системы группируются относительно интересов этих сторон. Предложено начинать группирование показателей от конечной цели транспортного средства, реализуемой потребителем. Выполнено группирование обобщённых показателей транспортных средств с учётом интересов и предпочтений участников жизненного цикла транспортных средств на множестве единичных показателей.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время качество информационной поддержки управления становится критическим фактором реализации положений доктрины Индустрия 4.0, в силу чего особо значимой становится необходимость совершенствования теоретических положений управления дефектами организационной природы при реализации проектов создания аппаратных и программных компонентов цифровой экосреды. В работе рассматривается формальная модель, создающая основу формирования сбалансированной системы основных характеристик проекта, для случая, когда в равной степени важны удовлетворённость свойствами продукта со стороны заказчика и удовлетворённость ходом реализации проекта со стороны исполнителя. Основу формирования сбалансированной системы характеристик проекта составляет рассмотрение его как статического многосвязного объекта управления. Эмпирические функциональные зависимости соответствуют прямым и перекрёстным связям между входными и выходными параметрами объекта. Особенностью построения эмпирических моделей является использование как фактических данных о бюджетах и продолжительности ранее реализованных проектов, так и субъективные экспертные оценки участников проектов. Процедура формирования сбалансированной системы характеристик проекта формализована, что делает возможным её автоматизацию. Предлагаемый подход позволяет повысить обоснованность решений о целесообразности реализации проекта силами предполагаемого исполнителя с учётом приоритетности бюджета и длительности реализации проекта для заказчика.
Бесплатно
Формирование целевой иерархии в задачах управления организационными системами
Статья научная
Структуризация целей является ключевой проблемой в задачах управления социально-экономическими системами. Недостатком существующих подходов является отсутствие эффективных механизмов согласования целей всех заинтересованных сторон, участвующих в процессе формирования целевой иерархии. В работе сделана попытка объединить различные направления в рамках единого подхода к структуризации целей развития социально-экономических систем с учётом коллективного обобщения субъективных образов желаемого будущего. В рамках разработки подхода к коллективному формированию видения системы рассмотрена проблема извлечения и структурирования знаний. Идентификацию структуры связей в организационных системах предлагается проводить на основе разработанного алгоритма, формализующего этапы метода «Сократического диалога». Предлагается проводить оценку достижимости текущей цели с применением метода нечёткого иерархического оценивания. Новизна проведённого исследования заключается в объединении всех этапов формирования целевой иерархии в одном методе, позволяющем формализовать этапы идентификации системы, определения и согласования целей, а так же оценки их достижимости.
Бесплатно
Формулы для вычисления универсальных коэффициентов при принятии многокритериальных решений
Статья научная
Проблема многокритериального выбора является ключевым элементом принятия сложных решений. Предложен ряд методов, позволяющих предполагать, что принимаемые с их использованием решения наиболее рациональны. Их основным элементом является линейная свёртка частных критериев, а различие состоит в тех или иных эвристических или экспертных способах задания числовых коэффициентов сравнительной важности критериев. Ранее автором был разработан подход, который позволяет применять при формировании линейной свёртки заранее рассчитанные универсальные таблицы числовых коэффициентов важности частных критериев. Для расчёта использовался преимущественно метод Монте-Карло, что при большом числе критериев создавало значительные вычислительные трудности из-за недостаточной точности датчика случайных чисел и лавинообразного увеличения объёма вычислений. В настоящей статье получены формулы для расчёта универсальных коэффициентов важности. Они основаны на нумерологическом подходе, обобщающем закономерности, которые проявились при анализе рассчитанных статистическим методом таблиц универсальных коэффициентов. Полученные формулы позволяют использовать универсальные коэффициенты важности критериев в задачах с любым количеством критериев без специального программного обеспечения.
Бесплатно
Холонический подход к управлению интеллектуальным развитием обучаемых
Статья научная
Приведён анализ противоречий в современной системе образования в России: между новыми требованиями личности, семьи, государства, системы профессионального образования к качеству индивидуального интеллектуального развития и уровнем исследования проблемы управления интеллектуальным развитием обучаемых; между необходимостью индивидуального подхода к развитию интеллектуального своеобразия каждого обучаемого и отсутствием комплекса дидактических средств, проектировочных и организационных умений у преподавателей и др. В статье описывается холонический подход к разрешению этих противоречий, согласно которому в организационной системе не предусматривается разделение на управляющую и управляемую подсистемы. Делегирование руководством части управленческих функций рядовым сотрудникам обеспечивает необходимое в управлении разнообразие и обеспечивает образовательной организации как макрохолону и её отдельным представителям устойчивость развития и выживание в изменчивом мире.
Бесплатно
Статья научная
Системы обработки данных рассмотрены не только как компоненты информационной структуры, но и как неотъемлемая компонента современного общества, что позволяет согласовывать подходы к управлению дефектами систем обработки данных с подходами, применяемыми при управлении социальными системами. Основное внимание уделяется дефектам систем обработки данных, возникающим на предпроектной стадии жизненного цикла таких систем. Подобные дефекты вызываются отсутствием единого понимания проблемной ситуации - ситуации идентификации потребности в разработке систем обработки данных - акторами, вовлечёнными в «урегулирование» этой ситуации. На основе положений эвергетики и теории интерсубъективного управления выделен класс дефектов, возникающих вследствие нарушения коэволюции между состояниями внешней по отношению к системе обработки данных среды и свойствами системы. Выполнена структуризация процесса, соответствующего предпроектной стадии создания систем, результатом которого является спецификация требований пользователей систем обработки данных. Выделены ключевые факторы возникновения дефектов. Новизна подходов, изложенных в работе, заключается в том, что с позиций эвергетики рассмотрена роль спецификации требований пользователей как «моста» между «жизненным миром» и «миром систем».
Бесплатно
