Сфера высшего образования, включая библиотечные процессы, на сегодняшний день функционирует при тесном взаимодействии с информационными системами, среди которых особо результативными представляются информационные системы, построенные на технологии искусственного интеллекта. Реализуемый университетом учебный процесс и научные изыскания находятся в прямой зависимости от качественных и количественных характеристик процесса комплектования книжного фонда. В связи с этим актуальным является возможный способ применения цифрового двойника, основанного на технологии искусственного интеллекта, как инструмента интеллектуального управления при составлении заказа литературы для университета путем ранжирования заказываемых изданий по показателям содержательной значимости, на основе принципов информационной равноценности и неравноценности значимых ссылок. Цель исследования. Обсуждаются структуры предлагаемого цифрового двойника, примеры вычисления рейтингов изданий, предложенных издательствами к покупке. Материалы и методы. Проанализированы принципы информационной равноценности, согласно которым все значимые ссылки обладают одинаковой информативной значимостью, и информационной неравноценности, содержание которых заключается в назначении информационного веса, вычисляемого на основе индексов цитирования авторов ссылающегося издания, каждой ссылке, выполненной сотрудниками университета. Результаты. Разработаны модели нейронных сетей, приводящие в исполнение цифровой двойник и предоставляющие возможность определения значимости литературы, представленной к приобретению, которые планируется рассматривать в качестве основных в процессе реализации интеллектуальной системы формирования заказа литературы, характеризующиеся оптимальными показателями. Предлагается использование алгоритма обучения с учителем, где входящей информацией является обучающий спектр данных, которые нейронная сеть получает, а затем распознает зависимости и корректно реагирует на поступающий тестовый набор данных. После полного обучения нейронной сети учителя планируется отключить, что предоставит возможность нейронной сети работать самостоятельно. Заключение. Функциональные возможности разработанных абстрактных моделей нейронных сетей могут быть расширены на предмет учета рейтинговых, качественных (по тематике публикаций), количественных (по наименованиям и видам изданий, стоимости заказа с доставкой и др.) показателей, а также определения количества экземпляров заказываемых изданий.
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
2024. — Выпуск 2
Содержание:
Переобучение является одним из важнейших факторов, влияющих на качество работы алгоритмов машинного обучения. При решении задач машинного обучения важно уметь эффективно решать проблему переобучения. Цель исследования. Цель данной статьи - изучить проблему переобучения в задачах машинного обучения. В статье рассматриваются эффективные приёмы обучения, направленные на предотвращение переобучения. Материалы и методы. Основное внимание в статье уделяется различным важным с практической точки зрения нестандартным вопросам, связанным с переобучением. Рассматриваются различные причины переобучения, его последствия и методы борьбы с переобучением. Изучается зависимость переобучения и обобщающей способности от качества признаков и свойств обучающей выборки. Особое внимание уделяется особенностям обучения и формирования обучающей выборки в многомерных пространствах признаков. Рассматривается вопрос правильного формирования обучающей выборки и правильного добавления данных в обучающую выборку с точки зрения предотвращения переобучения, а также влияние неправильного распределения целевой переменной на переобучение. Объясняется, почему методы добавления в обучающую выборку некорректных данных, такие как MixUp и CutMix, могут повысить качество обучения. Рассматривается проблема уверенности алгоритма в своих предсказаниях, а также проблема overconfidence алгоритма в неправильных предсказаниях, характерная в том числе для ChatGPT. Рассматривается проблема оценки качества работы алгоритма. Показано, почему нормализация может помочь избежать переобучения. Результаты. Предложен алгоритм обучения деревьев решений Random Samples Mix-Up, предназначенный для борьбы с переобучением, который позволяет улучшить качество обучения деревьев решений. Проводится сравнительный анализ качества моделей до и после применения данного метода борьбы с переобучением. Эксперименты на реальных данных подтверждают эффективность данного метода. Заключение. Результаты исследования могут быть полезны при разработке новых алгоритмов машинного обучения и повышении эффективности существующих. Результаты исследования могут быть полезны для разработчиков алгоритмов машинного обучения и специалистов в области искусственного интеллекта.
Ключевые слова
В статье приводится анализ оценки качества работы моделей управления тепловой сетью города. Результатами анализа является рекомендация по выбору оптимальной модели управления с точки зрения точности и ресурсов, необходимых для её обучения. Данная рекомендация позволит реализовать интеллектуальный модуль для системы поддержки принятия решений, который используется при реализации автоматизированной системы управления тепловой сетью города и позволяет более экономно с точки зрения расходования ресурсов обеспечивать поддержание требуемого температурного режима в многоквартирных домах потребителей. Целью исследования является выбор модели, которая позволит с большей точностью вычислять величину потерь в сети теплоснабжения города. Применение такой модели позволит прогнозировать поведение тепловой сети и в соответствии с этим выбирать управляющее воздействие. Материалы и методы. Анализируются линейная модель, как наиболее простая в обучении и показавшая высокую точность при прогнозировании работы сети в устоявшихся режимах, а также модель на основе деревьев решений, построенная при помощи метода градиентного бустинга. Результаты. Исследованы возможности модели на основе деревьев решений, обученной на основе статистических данных, предсказывать величину тепловых потерь в сети с учётом тепловой инерции системы и прогнозных значений температуры воздуха. Обосновано применение такой модели, показавшей хорошие результаты при исследовании. Приведены оценки точности прогнозирования для линейной модели, а также модели на основе деревьев решений. Заключение. Предложенные методы и модели апробированы на реальных данных, что подтверждает возможность их использования при разработке интеллектуальной информационной системы управления теплоснабжением.
Ключевые слова
Целью исследования является решение первой задачи динамики машин, перемещающих свой корпус при помощи ног, т. е. вычисление управляющих воздействий приводов ног, обеспечивающих заданную динамику абсолютного движения корпуса и удовлетворяющих ограничениям, при выполнении которых отсутствует скольжение опорных ног относительно опорной поверхности. Методы исследования относятся к системному анализу, механике систем тел и робототехнике. Рассматриваются шагающие и колесно-шагающие машины, к корпусу которых подвешены ноги, у которых последняя кинематическая пара является поступательной, управляемая стопа отсутствует и нога с опорной поверхностью взаимодействуют в одной точке. Результаты исследования содержат аналитические формулы для вычисления динамических реакций в точках контакта ног с опорной поверхностью, а также движущие силы и моменты сил в приводах опорных и переносных ног, обеспечивающих заданное движение корпуса относительно опорной поверхности, а также ему соответствующие относительные движения тел опорных ног. Описывается формализм решения таких задач, основанный на обратных векторных рекуррентных формулах вычисления сил и моментов сил динамических реакций в кинематических парах древовидных систем тел с замыканием последнего тела ветви на опорную поверхность. Этот формализм распространяется на колесные, колесно-шагающие и шагающие машины, что продемонстрировано на соответствующих примерах. Записываются аналитические условия реализации шага без проскальзывания опорных ног относительно опорной поверхности. Предложены две простые колесно-шагающие машины, состоящие из линейного электропривода и ведомой (пассивной) колесной пары, которые предназначены для экспериментального определения значений коэффициентов трения скольжения и качения. В аналитических видах выведенных расчетных формул (уравнений и неравенств) явно выражены структурные, геометрические, инерционные и кинематические параметры исследуемых машин. Предложенный формализм демонстрируется на решениях четырех задач от простого к сложному через повторное использование формул. Заключение. Полученные математические модели можно использовать в процессах расчета и конструирования аналогичных машин и их макетов.
Ключевые слова
В данной статье рассматриваются методы получения точной частоты спектральной компоненты из спектра сигнала с недостаточным разрешением с целью выяснения точности и применимости описываемых методов. Приведены основные принципы и последовательность действий для реализации параболической интерполяции и частотной демодуляции. Указанные методы применены к синтезированному сигналу, содержащему частотную компоненту, которую не удается непосредственным образом определить по спектру с низким разрешением. Рассмотренные методы различаются по сложности вычислений и точности полученных результатов. Сделан ввод о применимости рассмотренных методов для различных задач вибродиагностики. Цель исследования. В данной статье рассматриваются методы получения точной частоты спектральной компоненты из спектра сигнала с недостаточным разрешением. Целью исследования является выяснение точности и применимости описываемых методов. Материалы и методы. Для достижения поставленной цели были использованы следующие методы: параболическая интерполяция и частотная демодуляция. В статье приведены основные принципы и последовательность действий для реализации этих методов. Для проверки эффективности использованных методов был синтезирован сигнал, содержащий частотную компоненту, которую не удается непосредственным образом определить по спектру с низким разрешением. Результаты. Методы параболической интерполяции и частотной демодуляции были применены к синтезированному сигналу. Результаты показали, что указанные методы позволяют получать точные значения частоты спектральной компоненты даже при низком разрешении спектра. Рассмотренные методы различаются по сложности вычислений и точности полученных результатов. Заключение. На основе проведенного исследования можно сделать вывод о том, что методы параболической интерполяции и частотной демодуляции являются эффективными для получения точной частоты спектральной компоненты из спектра сигнала с недостаточным разрешением. Результаты исследования могут быть использованы в различных задачах вибродиагностики. В заключении сделано замечание о том, что выбор конкретного метода зависит от сложности вычислений и требуемой точности результатов.
Ключевые слова
Инновационные проекты предполагают большое количество ресурсов и времени, необходимых для реализации и достижения требуемых параметров продукта. Известные методы экономической оценки эффективности проектов могут предоставить точный анализ на первые несколько лет, не учитывая все возможные факторы. Из-за важности как можно более точной постановки оценки эффективности для реализации инновационных проектов независимо от продолжительности используемые на данный момент методы недостаточно проработаны. Объём ресурсов, необходимый для создания инновационного проекта, может достигать таких уровней показателей, что существенным образом будет влиять на финансово-экономические показатели предприятия. Предложенный в статье новый метод, основанный на вычислении социофизического потенциала проекта, учитывает как экономические, так и неэкономические факторы независимо от продолжительности проекта. В отличие от других методик он учитывает параметры создаваемого продукта, что позволяет получить более корректные оценки и обеспечить правильное распределение ресурсов при реализации. Метод использования социофизического потенциала позволяет найти новый и более точный подход к оценке эффективности инновационных проектов. Цель исследования. В работе рассматривается вопрос сравнения оценки эффективности расчётов с использованием социофизических потенциалов и существующих подходов. Констатируется, что оценка эффективности должна учитывать разноплановые факторы качественного и количественного характера. На основании приведенного анализа существующих подходов делается вывод о том, что достоверность оценки является низкой. Невозможность правильной оценки приводит к сверхнормативным затратам, сопровождающим процессы разработки и эксплуатации продукта. Материалы и методы. Приводится модель оценки эффективности, базирующаяся на вычислении социофизического потенциала. Приводится модель социофизического потенциала. Описывается методика определения эффективности, применение которой описывается в сравнительном примере анализа выбора станка. Результаты. В связи со сложностью реализации инновационных проектов переход к оценке с помощью социофизического потенциала обеспечивает более эффективное распределение ресурсов для разработки проекта. Был предложен и обоснован метод использования социофизического потенциала для вычисления оценки эффективности инновационных проектов. Заключение. В заключение делается вывод о том, что для повышения эффективности нужно проводить оценку с использованием метода расчёта социофизических потенциалов, так как результаты обладают большей точностью в сравнении с известными методами.
Ключевые слова
Кадровые проблемы в машиностроении для нашей страны не являются чем-то новым. Так, уже в 1990-х гг. данная отрасль промышленности испытывала острую потребность в квалифицированном персонале, а в 2000 г., вследствие возникновения необходимости увеличения объемов производства, дефицит кадров стал ощущаться еще более остро. В настоящее время из-за резкого увеличения гособоронзаказа и потребности в загрузке примыкающих к нему производств проблема кадрового дефицита имеет максимальные показатели за последние 30 лет. Результаты конъюнктурного опроса руководителей около 1000 промышленных предприятий, проведенного специалистами Института экономической политики им. Егора Гайдара в апреле 2023 г., показали, что около одной трети промышленных предприятий столкнулись с недостаточным количеством персонала как одним из основных препятствий для увеличения количества выпускаемой продукции. Цель исследования: выявить основные факторы, влекущие за собой проблемы управления кадровыми ресурсами российских машиностроительных предприятий и трудности при выполнении заказов. Используя гибридный подход, определить важность каждого фактора, их взаимовлияние и провести классификацию по признакам «причина - эффект». Методы. Факторы выявлены на основе анализа литературы и исследований научного сообщества, величины взаимовлияний факторов определены с помощью двухэтапного опроса экспертов. Метод DEMATEL использован для получения весовых характеристик каждого фактора, их классификации и определения уровня взаимовлияния. Данный метод позволяет изучать взаимосвязи между рассматриваемыми явлениями через причинно-следственную диаграмму. Для снижения фактора неопределенности субъективных мнений применен метод Z-чисел, которые представлены в виде треугольных. Результаты. Выявлены основные факторы, вызывающие сложности с управлением кадровыми ресурсами, собраны экспертные мнения для оценки ситуации их взаимовлияния в настоящее время. Проведена классификация факторов на причины и эффекты. Заключение. Результаты исследования могут быть применены на практике кадровыми службами машиностроительных предприятий в условиях необходимости срочного привлечения персонала и повышения его квалификации.
Ключевые слова
Глобальные изменения, происходящие в экономике под влиянием цифровизации и автоматизации, неизбежны, и обществу необходимо принимать и учитывать их положительные и отрицательные стороны. Целью исследования является изучение структуры и специфики взаимодействия людей и технологий и влияния новых технологий на рабочую среду и процесс, выделение положительных и негативных сторон. Теоретико-методологической основой исследования являются работы отечественных и зарубежных ученых, посвящённые вопросам цифровизации и автоматизации промышленности, возможностям и угрозам перехода к Индустрии 5.0. Результаты. Основная мысль концепции - это человекоцентричность - люди и искусственный интеллект как команда. Это обеспечит устойчивое и стабильное производство, позволит снизить затраты в будущем. Структура этого взаимодействия между двумя подсистемами влияет на производительность и эффективность всей системы, а также на здоровье, мотивацию и удовлетворенность сотрудников и благоприятно отражается на будущем развитии. Подчеркнуто, что сотрудничество между людьми и машинами направлено на использование уникальных сильных сторон каждого участника. Автоматизация - это не замена человека, а расширение его возможностей. Это особенно актуально для задач, требующих творчества, критического мышления и принятия сложных решений, в областях, где необходимы человеческая интуиция и изобретательность. Предметом исследования концепции «Индустрия 5.0» стала новая роль людей в производственном процессе. Человек-работник больше связан с информацией и менее уязвим для атак благодаря технологии. Объектом исследования явились цифровые технологии, помогающие, в первую очередь, решить главную проблему нехватки рабочей силы, передавая сложные и утомительные задачи роботам. Это позволяет людям сконцентрироваться и заняться разработкой более взвешенных управленческих решений. Благодаря передовой аналитике и искусственному интеллекту производители могут понять индивидуальные потребности и предпочтения клиентов. Эти данные затем используются для настройки продуктов в процессе производства, обеспечивая уровень персонализации, который ранее считался непрактичным в масштабах. Массовая индивидуализация позволяет выпускать более широкий спектр типов продукции без огромных отходов и загрязнения, поскольку такую индивидуализацию можно производить на одних и тех же производственных линиях с использованием повторно используемых материалов и компонентов. Заключение. В статье обобщены плюсы Индустрии 5.0: сокращение сроков и повышение эффективности процессов, их видимость и прозрачность в реальном времени, высокая удовлетворенность клиентов, лучшая безопасность труда и большие возможности управления рисками, эргономика и экологическая устойчивость. Также выделены самые большие препятствия для внедрения технологий: высокие инвестиционные затраты, а также интеграция и нехватка квалифицированных сотрудников.
Ключевые слова
Образовательные учреждения регулярно приобретают служебное и педагогическое оборудование для обеспечения качественного образовательного процесса. В условиях ограниченного бюджета и конкуренции между учреждениями становится важным оптимальное распределение ресурсов и эффективное управление закупками. Работа развивает подходы к применению теории игр для моделирования закупок в образовательной сфере. В первой части рассматривается обобщение одноэтапных аукционов лотов закупок на случай неоднородной информированности участников. Приобретенные знания позволяют участникам снизить неопределенность результатов закупок и обойти более сильных участников рынка с более выгодными предложениями. В частности, определена оптимальная стратегия для случая информированности только одного игрока и количественный порядок нивелирования нежелательного преимущества путем включения дополнительных игроков. Во второй части работы рассматриваются механизмы долговременной бюджетной конкуренции между школами. Для исследования данной постановки используются широко известные модели Рубенштейна, а также Бэрона и Фереджона из теории игр. Проведена предметная аналогия между конкуренцией и многостадийными торгами, определены ключевые параметры, определяющие результаты соперничества. Цель работы: оценить применимость методов моделирования для сферы образования. Материалы и методы. Для моделирования используется математический аппарат динамических игр, включающий методы вероятностного моделирования, теории игр и оптимизации. Определяющим критерием принятия решения игроков служит наибольшая полезность, рассчитываемая на основании доступной информации. Вывод результатов моделирования выполняется аналитически посредством оптимизации с учетом дисконтирования функции полезности во времени. Результаты. Ценность работы представляет предметная интерпретация моделей теорией игр для управления в сфере образования. Разбор модельных ситуаций формирует представление о поведении агентов при регулировании рынка закупок и определение их бюджетирования. Заключение. Проведен анализ моделей теории игр применительно к сфере образования. Показано, что степень информированности игроков о базовых функциях может значительно влиять на их решения и итог закупок.
Ключевые слова
В статье рассмотрен актуальный подход формирования оценки квалификации и личных качеств работников и руководящего состава промышленного предприятия и его структурных подразделения, необходимый для формирования методики соответствующих расчетов. Целью работы является создание методики, определяющей последовательность и содержание процесса оценки квалификации и личностных качеств работников и руководителей промышленного предприятия, которая может быть использована для самых разнообразных предприятий промышленности и иной хозяйственной деятельности в отечественной практике бизнеса. Материалы и методы. Представленная в статье методика базируется на материалах количественных показателей деловых и личностных качеств работников и руководителей и методах оценки этих работников посредством набора необходимых для этого расчетных формул. Результаты, получаемые посредством использования представленной методики, позволяют руководителям и работникам управлений или отделов кадров промышленных предприятий осуществлять весь комплекс оценки состава руководящих звеньев, отделов и всего высшего управленческого персонала промышленных предприятий вне зависимости от содержания их производственной деятельности. Заключение. Разработанная в статье методика оценки квалификации и личных качеств работников и руководящего состава промышленного предприятия является достаточно универсальной, вполне может способствовать повышению качества руководства производственных компаний и благодаря этому улучшить уровень управления промышленными предприятиями.
Ключевые слова
