+
Онтология проектирования
2023. — Выпуск 3
Содержание:
+
Понятие «множество» - одно из ключевых понятий математики и не только. Для развития дискуссии приводятся оценки значимости «множеств» в проектировании, сгенерированные большими языковыми моделями, как некий обобщающий взгляд на важность этого понятия. Приводится разбор понятий «множество» и «класс» в математике и инженерии. Показана множественность их интерпретаций и различие в разных сферах применения, напрямую связанная с понятием «элемент множества». В проектировании понятие «множество» рассматривается в различных аспектах и наполняется различным содержанием. В первую очередь - это множество потребностей, которые непрерывно возникают и на удовлетворение которых направлена проектная деятельность, сопровождаемая множеством участвующих в ней субъектов проектирования. Это также множество уже созданных артефактов (прецедентов), которые являются аналогами и прототипами для проектанта, но по тем или иных основаниям не удовлетворяют возникающим потребностям субъектов. Это множества: проектных параметров и проектных переменных разрабатываемого объекта; критериев оценки нового артефакта; исходных предпосылок, данных и условий, включая ограничения; моделей, описывающих проектируемый объект; методов принятия решений и, наконец, множество проектных решений. Объективно существующее множество значений исходных данных и критериев оценки в проектировании может рассматриваться и рассматривается как неопределённость (неопределённое множество), как данность, которую надлежит раскрыть, сужая область решений, понижая мощность множеств. В практике проектирования (снятие неопределённости, вырождение множественности возможных значений проектных параметров и т.п.) всегда стремятся к синглтону (множеству с единственным элементом), т.е. к тому проектному решению, которое будет воплощено в конструкцию, технологию или систему.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Рассматривается информационная поддержка учебного проектирования на основе персонализированной автоматизации. Учебное проектирование в техническом учебном заведении предполагает разработку конструкторской документации, включающей технические решения и значительный объѐм формальных сведений, предусмотренных стандартами и методическими требованиями. Автоматизированное генерирование персонализированных шаблонов (заготовок) конструкторских документов позволяет снизить трудоѐмкости рутинных этапов процесса учебного проектирования для студентов и преподавателей. Обсуждается концептуальная схема процесса учебного проектирования, включающая соответствующую систему понятий и связывающих их отношений, с учѐтом многовариантности проектных заданий и многоэтапности процесса проектирования. При персонализации в шаблон вносятся данные участников процесса, варианта технического задания, связанных событий. Для многоэтапных проектов шаблоны персонализируются с учѐтом технических решений, принятых на предыдущих этапах проектирования. Рассматривается реализация предложенной концепции процесса учебного проектирования на основе ситуационно-ориентированного подхода. Практическое использование результатов при курсовом проектировании моделей баз данных предусматривает генерирование персонализированных графических документов в открытых форматах редактора Visio. Предлагаемая персонализация ориентирована на графические документы в виде схем и может быть применена для чертежей и текстовых документов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
In the design of the e-course learning process, it is proposed to use the concept of a navigation model. This model provides convenient and didactically based navigation through the educational material of the course. The work is based on the recent research of the authors on the structuring of educational content in the form of an e-course content model, ordered in the form of a hierarchical structure of the ontologies of learning elements that make up the course. The navigation model concept includes a set of matrices of relations of order and logical coherence of learning elements and corresponding to these matrices of orgraphs of the sequence of study and logical coherence of fragments of educational content. The navigation model answers two important questions of designing an electronic course: 1) what should be the didactically rational sequence of studying the learning elements in the course that is being created; 2) what logical connections should be established between the individual learning elements of the course in order to ensure convenient and didactically based navigation of the course. The mathematical substantiation of the navigation model is given, its properties are investigated, and integral characteristics are introduced. The use of the e-course navigation model helps to: determine and visually represent a rational sequence of studying the educational material, as well as the logical reference links between its various fragments; provide effective assistance to students in navigating the course; analyze and compare different educational materials, assess the level of didactic significance of various learning elements; minimize the complexity of preparing exercises for training and control tests, and the complexity of training and control procedures for e-learning. The concept of a navigation model complies with the international e-learning standards SCORM and IMS, complements them with specific algorithms for aggregating learning objects (SCOs) into e-courses, and assists students in learning them. The mathematical substantiation of the navigation model makes it possible to automate the design of e-courses.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Рассматривается проектирование компонентов бортовой кабельной сети летательного аппарата, удовлетворяющих требованиям нормативно-технической документации. Отмечены этапы жизненного цикла летательного аппарата, на которых происходит анализ и оценка принятых на этапе проектирования технических решений, направленных на приспособленность к монтажу и демонтажу изделий и агрегатов летательного аппарата. Определѐн состав конструкторской документации, необходимой для изготовления компонентов бортовой кабельной сети. Показаны особенность этапов проектирования и противоречивость требований нормативно-технической документации, используемой при проектировании компонентов бортовой кабельной сети летательного аппарата. Формализована совокупность требований технологичности, работоспособности, безотказности и электромагнитной совместимости компонентов бортовой кабельной сети. Определены критерии технологичности жгута. Предложен метод синтеза образа компонентов бортовой кабельной сети с использованием графа, вершины которого дополнены признаками, характеризующими особенности проводного подключения к элементам бортовых систем. Разработан алгоритм действий проектировщика при определении необходимости введения разъѐма в электрическую цепь с учѐтом требований электромагнитной совместимости проводов. Сформулированы рекомендации проектировщикам компонентов бортовой кабельной сети летательного аппарата.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объектом исследования являются универсальные процессы освоения пространства в градостроительной деятельности. Предлагается онтологическая модель освоения пространства, применимая к зонированию мегаполисов и общественных пространств, допускающая её секторальное и зигзагообразное представления. Территориальное планирование определяется как формализация процессов генезиса и самоорганизации. Формализация включает: восемь этапов процесса самоорганизации; абсолютную и относительную пространственную интерпретацию каждого этапа; набор градостроительных функций по каждому этапу. Данный подход может использоваться для экспертизы зонирования общественных пространств как в составе проектируемого общественного пространства, так и в окружающей застройке. В секторальной онтологической модели освоение пространства представляется как процесс генезиса, направленный от общего к частному и имеющий абсолютную или относительную ориентацию по сторонам света. В зигзагообразной онтологической модели относительная пространственная ориентация устанавливается между рядом расположенными объектами. Новизна исследования состоит в установлении единых принципов структурирования пространства для мегаполисов и их общественных пространств.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Работа посвящена поиску в данных особого типа закономерностей, называемых частыми паттернами. Под частым паттерном понимается некоторая совокупность признаков, которая характеризует большое количество объектов обучающей выборки. Существующие методы выявления паттернов, как правило, не позволяют гибко учитывать необходимые требования к их виду. Изменение условий, которым должны удовлетворять искомые закономерности, приводит к трудоёмкой модификации используемых алгоритмов и снижению производительности вычислений. В статье предлагается подход на основе парадигмы программирования в ограничениях, свободный от перечисленных недостатков. Подход основан на оригинальном способе представления обучающей выборки с помощью специализированных табличных ограничений - сжатых таблиц D -типа, на авторском методе поиска с возвратами, а также на специализированных правилах редукции для табличных ограничений. Особое внимание уделяется решению задачи поиска замкнутых паттернов, которая входит как часть в решение рассматриваемых в работе задач машинного обучения и включает учёт дополнительных требований к виду искомых паттернов. В качестве дополнительных требований к виду паттерна рассматриваются ограничения на частоту встречаемости замкнутого паттерна, а также условия на вхождение некоторого элемента (признака) в паттерн. К основным правилам редукции сжатых таблиц D -типа добавляются правила, учитывающие интересующие особенности анализируемых паттернов. Преимуществом подхода является то, что учёт и анализ новых ограничений позволяет на ранних стадиях процесса поиска исключать из рассмотрения заведомо неперспективные кандидаты в паттерны, что способствует сокращению количества этапов вычислений (узлов дерева поиска) и позволяет снизить расход оперативной памяти, требуемой для реализации этих этапов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
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.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
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.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
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.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
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.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
Вверх