Развитие фундаментальных аспектов интеллектуальной информационной технологии управления сложными технологическими процессами на основе оригинального системного подхода "Узел-Функция-Объект"

Номер гранта:14-47-08003
Область научного знания:инфокоммуникационные технологии и вычислительные системы
Тип конкурса: (р_офи_м)(р_офи_м) региональные конкурсы проектов ориентированных фундаментальных исследований по междисциплинарным темам
Год выполнения:2014г.
Руководитель: Маторин С.И.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

В настоящее время не существует методов компьютерного представления знаний, которые позволяли бы создавать универсальные средства моделирования предметной области для эффективного интеллектуального управления сложными технологическими процессами и робототехническими системами. В связи с тем, что для создания универсального метода представления знаний необходимо обеспечить возможность представления всех видов знаний с помощью единого универсального средства, то предлагается использовать следующие подход и метод: - системный подход "Узел-Функция-Объект" (УФО-подход) как единый универсальный подход к описанию знаний в том числе; - системно-объектный метод представления организационных знаний (СОМПЗ) как инструмент создания универсального метода представления знаний о предметной области; - подход к созданию онтологий на основе системно-объектных моделей предметной области. Упомянутые подходы и метод являются новыми и разработаны авторами специально для моделирования слабо формализуемых предметных областей. До настоящего времени они использовались как средства моделирования бизнес-процессов и организационных знаний. Использование предлагаемых подходов и метода для представления знаний с целью управления технологическими процессами и робототехническими системами обусловлено следующими соображениями. Предметная область, в рамках которой осуществляется сложный технологический процесс или действует робототехническая система, сама представляет собой сложную систему. Следовательно, знания об этой предметной области также должны представлять собой систему. Анализ рассмотренных в литературе по искусственному интеллекту и управлению знаниями видов знаний показывает, что все виды знаний могут быть сведены к трем базовым видам: декларативным знаниям о структурных характеристиках системы (на уровне входов-выходов), процедурным знаниям (о динамике ее функционирования) и декларативным знаниям о субстанции системы (об объекте, выполняющем функцию). СОМПЗ, основанный на УФО-подходе, в свою очередь, является универсальным средством описания организационных знаний, так как позволяет описать объектные характеристики, структурные характеристики и функциональные характеристики деятельности организации. Информационные система, основанная на таком методе хранения организационных знаний, позволяет хранить и обрабатывать опыт организации в удобном визуальном (графоаналитическом) и при этом формализованном виде.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

Представлены результаты исследования направленного на решение проблем, существующих в практике управления сложными промышленными объектами и технологическими процессами в условиях неполной информации о протекающих в них процессах. В рамках данной проблемы делается попытка создания универсального метода представления знаний, обеспечивающего единый универсальный подход к системам различной природы. В процессе исследований по проекту показано, что в настоящее время отсутствует теоретический аппарат и методические основы анализа организационно-деловых и производственно-технологических процессов с учетом их системных характеристик (структурных, динамических и субстанциальных), а также формальные методы описания и обработки моделей этих процессов. Для решения данной задачи использованы оригинальные средства, разработанные авторами специально для моделирования слабо формализуемых предметных областей: - системный подход «Узел-Функция-Объект» (УФО-подход) как единый универсальный подход к исследованию явлений любой природы и, в том числе, к описанию знаний; - системно-объектный метод представления организационных знаний (СОМПЗ) как инструмент создания универсальных моделей знаний о любой предметной области. Разработан алгоритм построения универсальной модели знаний для управления технологическими процессами на основе системно-объектной УФО-модели предметной области, а также разработан формальный алгебраический аппарат для описания знаний о технологических процессах, представляющий собой исчисление функций УФО-элементов (по аналогии с исчислением процессов Милнера в варианте CCS), которое может рассматриваться как алгебра процессного подхода. В ходе исследований в области онтологического инжиниринга для разработки системно-объектного метода создания онтологий и вывода на них авторами использован оригинальный подход к процессу построения онтологий, основой которого являются базовые понятия, принципы и методы УФО-подхода и результаты проведения УФО-анализа предметных областей. В контексте задачи разработки нового метода построения онтологий исследована связь средств формализации УФО-подхода с языком формального описания онтологий RDF (Resource Description Framework), в результате чего разработана классификация фактов, которые могут быть извлечены из УФО-модели, и для каждой группы фактов приведено подробное формальное обоснование, позволяющее формализовать извлечение соответствующих фактов и осуществить их дальнейшее преобразования в целях представления на языке RDF. В результате проведения исследований разработан оригинальный метод имитационного представления знаний о технологических процессах, использующий СОМПЗ и алгебраический аппарат исчисления объектов Абади-Кардели, а также исследовательский прототип инструментария имитационного моделирования, основанный на программном пакете UFO-toolkit, для решения задачи представления знаний о технологических процессах. Кроме того разработан новый метод представления знаний о технологических процессах, использующий новый способ построения онтологии с использованием системно-объектной УФО-модели и метод логического вывода на системно-объектной модели онтологических знаний, а также исследовательский прототип инструментария системно-объектного моделирования онтологических знаний и пример специализированного RDF-словаря для моделирования знаний с целью управления технологическими процессами. Предложенные решения поставленных задач позволяют разрабатывать автоматизированные системы управления и поддержки принятия решений методами искусственного интеллекта с целью автоматизации технологических процессов и производств для обеспечения повышения конкурентоспособности, безопасности, экологичности и эффективности отечественной промышленности.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 29.03.2024.
Помог ли вам материал?
0    0