О нечёткой стратегии интеграции компонентов
в интересах накопления опыта эволюционного моделирования
проблемно-ориентированной системы
управления на начальных этапах жизненного цикла
И.А.
Лобанов,
ст. инж.-прогр., a.ji@bk.ru,
А.В. Рожнов,
к.т.н., rozhnov@ipu.ru,
ИПУ РАН, г. Москва,
Н.А. Скорик,
студ.,
В.В. Цыпелев,
студ.,
МАИ, г. Москва
Представлена система взглядов
и особенности формирования задела в практическом опыте реализации частных задач
проблемно-ориентированной системы управления и интеграционных компонентов на предпроектном этапе жизненного цикла. Аспект системной интеграции (деградации) геопространственной мультимедийной
технологии предопределяет новую прагматическую задачу первичного отбора компонентов
дополненной реальности. С позиции
противопоставления проблемных вопросов информационного
дизайна и эволюционного моделирования
в условиях информационной неопределённости основной акцент сделан на формализм нечёткой стратегии развития среды
функционирования. В контексте популярной теории перколяции сформирована оригинальная
интерпретация информационного ландшафта реализации стратегий
поиска интегративного эффекта и резонанса будущих технологий.
The
results of the experience accumulation of evolutionary modeling
problem-oriented control system in the early stages of the life cycle. The work
proposed and substantiated fuzzy strategy of integration components. The report
includes practical examples of implementing the claimed original decision.
Популярная теория перколяции позволяет оригинальным
образом представить интерпретацию информационного
ландшафта при осуществлении стратегии поиска интегративного эффекта и
резонанса будущих технологий. В связи с этим, в междисциплинарном проекте предпринят ряд усилий по осмыслению
возможностей опережающего оснащения исследуемой проблематики инструментальными
средствами в развитой среде функционирования
[1-2].
В обзорном докладе приводятся выделенные тезисы
творческого коллектива соавторов по указанным вопросам заявленной проблематики Международной
конференции «Системы проектирования технологической подготовки производства и
управления этапами жизненного цикла промышленного продукта» ("CAD/CAM/PDM-2015")
[3].
Настоящий доклад составлен
из наиболее интересных акцентов, не имеющих порой однозначного перевода ещё
только формируемых понятий и определений актуальных научных и научно-популярных
источников зарубежного происхождения. В частности, «информационный дизайн»
представляется той самой характерной чертой искомых свойств исследуемых технологий,
позволяющей несколько иначе смотреть и видеть в обозримой перспективе.
Стремительное развитие современных технологий в аэрокосмической отрасли приводит к
необходимости упреждающего моделирования будущих условий их разработки и применения
как раздельно, так и в сопутствующих интегрируемых средах и сформированных научно-прикладных
и поисковых исследовательских установках информационно-аналитического и
имитационного моделирования, проектирования, тренировки операторов, включая
также возможные игровые приложения и многие другие [4-10].
К решению предложена нетривиальная прагматическая
задача информационного дизайна набора
компонентов дополненной реальности в аспекте системной интеграции (деградации) геопространственной мультимедийной
технологии, сопряженной с доопределением пополняемого
набора сервисных сведений. Методологической основой формирования стратегии
поиска интегративного эффекта (и
последующего гипотетического резонанса)
на ранних этапах жизненного цикла перспективной технологии являются получившие
широкое распространение приемы эволюционного
моделирования. Практическая значимость проекта подтверждается разработкой
предложений и рекомендаций при реализации ряда приложений дополненной
реальности для утилитарных приложений [11-17].
Общение между заинтересованными сторонами
(заказчиками и инженерами) является ключевым процессом в разработке любой программы модернизации. Следует отметить,
что многовариантное математическое пространство «tradespace»
с использованием технологии дополненной реальности [18] позволяет рассматривать
и формулировать технические требования и ориентиры, определяемые в совместном
понимании единого визуального игрового
поля.
Дополненная реальность гарантирует, что
пространственные и физические проблемы могут быть отражены во время процесса управления
системной интеграцией для указанных разнотипных компонентов. Эта новая возможность
в проектировании отражается посредством Augmented Reality Spatial Alignment (ARSA) [18], где файлы в необходимом формате
CAD наносятся и закрепляются поверх реально существующей или проектируемой системы
в области пространственного анализа в необходимом виде между заинтересованными
сторонами. Процедура ARSA может быть выполнена по завершению повторения каждого
«tradespace» и при подведении предварительных итогов.
Особенности формулирования и решения задач синтеза прикладных методов смежных информационных технологий
аэрокосмической отрасли в рамках обобщенной
проблемы межсистемной интеграции
позволяет рассматривать новые возможности упреждающего
моделирования будущих условий управления разнотипными компонентами в составе проблемно-ориентированных
систем на всех этапах жизненного цикла. В интересах совершенствования
различного рода естественным образом взаимоувязанных
подсистем – логико-лингвистического, информационно-аналитического и
имитационного моделирования, проектирования, подготовки операторов, включая как
очевидные образовательные, так и указанные выше оригинальные игровые
приложения, – опираясь на информационный дизайн компонентов дополненной
реальности, их системная интеграция в геопространственном
мультимедиа включает последовательность следующих сформулированных вопросов
исследования компонентов ситуационных
систем с нечеткой логикой [19]:
· симплекс-планирование порядка доработки множества эволюционирующих
интеграционных компонентов проблемно-ориентированной системы управления
для нужд разнотипной робототехники;
· совершенствование модели постобработки
информационных ресурсов с нечеткими семантическими связями как нечеткой
ситуационной сети, включая синтаксический
анализ предложений естественного языка при преобразовании основных единиц
измерения (выделено в отдельный доклад
на этой международной конференции);
· предварительное, на текущий
момент, композиционное проектирование
интегрируемых компонентов новой проблемно-ориентированной системы с учётом
возможностей диверсификации в среде
функционирования.
Управление прерывным
процессом разработки критичных социотехнических
систем является нетривиальной задачей, не имеющей общего решения в терминах
системной инженерии как основы проектирования компонентов систем. Нюансы предметных
областей создания исследуемых проблемно-ориентированных систем управления в условиях
приостановки поступления необходимых ресурсов при этом не позволяют непрерывно
и с требуемым качеством реализовывать некоторый сложный инновационный продукт –
робототехнический комплекс в аэрокосмической сфере деятельности [14]. В числе трудно
формализуемых задач при этом следует выделить определение варианта очередности доработки эволюционирующих
интеграционных компонентов проблемно-ориентированных систем управления
как нечеткой стратегии. Проблема
формализации заключается здесь в существенном увеличении количества переменных,
описывающих состояние будущей системы и значимых связей.
Так, в частности, предлагается использование симплекс-планирования
– одного из известных методов адаптационной оптимизации. Новым приемом для
реализованного инструментария является применение метода частичной дискретизации пространства состояний при аппроксимации
непрерывных значений регенеративного
анализа моделей. Результат дискретизации множества значений параметров,
используемых при моделировании разнотипной
робототехники, формирует начальный симплекс в k-мерном пространстве состояний на этапах жизненного цикла
проблемно-ориентированной системы управления. Полагается, что последовательные
шаги симплекс-планирования эффективнее случайного поиска и достигают искомых
оптимальных значений, а степень эффективности
также выше с ростом количества независимых переменных (измерений пространства
состояний).
Совершенствование процессов
функционирования интегрируемых компонентов перспективной
проблемно-ориентированной системы управления контентом и их пополнения
периодически обновляемыми сведениями предметных
областей на базе эталонной модели
зрелости процессов создания информационных систем на текущем этапе их
жизненного цикла не позволяют непрерывно и с требуемым качеством реализовывать
формируемый инновационный проект –
робототехнический комплекс для аэрокосмической сферы. В числе трудно
формализуемых задач, при определении опорных вариантов очередности подключения интегрируемых (отличных от интеграционных)
компонентов проблемно-ориентированных систем управления как нечеткой стратегии,
предложено использовать ряд приемов композиционного
проектирования. Формализация учитывает возможное изменение количества
переменных, описывающих состояние будущей системы и обеспечивающих ее связей.
Таким образом, к особенностям эволюционного
моделирования с использованием нечёткой стратегии интеграции компонентов отнесены
частные методы и модели симплекс-планирования экспериментов, регенеративного анализа
моделей и композиционного проектирования, отражающие наиболее важные этапы согласования иерархических решений проблемно-ориентированной
системы управления на начальных этапах жизненного цикла.
Преобладающий объем информации,
циркулирующей в контуре функционирующих автоматизированных систем обеспечения
сложных динамических объектов является формализованным и
перерабатывается по заданным алгоритмам. Это позволяет формально определять
семантические взаимосвязи между информационными массивами.
Однако наряду с формализованной информацией в базах
данных и знаний автоматизированных систем содержится и неформализованная, в
частности, вербальная информация – справочные и нормативные документы, графические
материалы, аудио- и видеоданные, размещаемые на носителях различной природы, в
том числе и неэлектронных, которые не перерабатываются по заданным алгоритмам,
но семантически взаимосвязаны между собой. Современные методы и модели
исследуемого ряда систем во многом не лишены недостатков, в числе которых, следует
отметить то, что последовательность запросов к информационным ресурсам может
быть разнесена по времени таким образом, что значения некоторых информационных
ресурсов успевают существенно измениться. В большинстве известных моделей этот
факт также не находит отражения в требуемом объёме.
Однако задействование формализма нечетких ситуационных сетей позволяет
усовершенствовать методическое обеспечение традиционных задач сопровождения неоднородных
информационных ресурсов: анализ эффективности существующих программных систем
управления доступом на основе динамических матриц полномочий; поддержка
принятия решения экспертами при оптимизации программных систем управления доступом
на основе динамических матриц полномочий; выработка оптимальных по различным
критериям последовательностей запросов.
В представленной работе с применением оригинального
инструментария трансформации контента
раскрывается демонстрационный пример интеллектуального стенда как учебной инфраструктурной платформы единой
технологии. Особенности реализации нечёткой стратегии развития заключаются
в подборе интеграционных компонентов в оригинальной интерпретации информационного ландшафта при
осуществлении стратегии поиска интегративного эффекта и резонанса будущих
технологий, используя распространенные научно-популярные представления теории перколяции. Первичные результаты были ориентированы в
текущем году на прошедшую экспозицию XVIII Московского международного Салона изобретений
и инновационных технологий «Архимед-2015».
Комплексный проект был ориентирован на воссоздание
будущих условий разработки и внедрения единой технологии посредством использования
модельных объектов в её составе как эволюционирующих прототипов в особых
условиях [1-3, 10-16]. Проблематика системной интеграции в рассматриваемом
ключе затрагивает в той или иной степени все известные к настоящему времени
достижимые возможности защиты прав на объекты интеллектуальной собственности,
сопутствующий разнородный контент и различные средства.
В составе демонстрационного прототипа были представлены
следующие взаимоувязанные зарегистрированные основные полезные модели
междисциплинарного проекта:
инструментально-моделирующий
комплекс
исследования процессов управления и диспозиции
сложного динамического объекта в группе,
информационно-аналитическая
система
исследования возможностей деэскалации конфликтов
низкой интенсивности в изменяющихся условиях многостороннего переговорного процесса.
Наряду с заявленными первичными результатами также включены
оригинальные программно-реализованные интеграционные компоненты: классификации
текстового контента; локализации единиц измерения в англоязычных текстах; трансформации
метаданных контента.
До настоящего времени в
формате Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий
«Архимед» не предусматривалась возможность продуктивной экспозиции составных
объектов интеллектуальной собственности, сопоставимых с редко используемым в
практике защиты прав на объекты интеллектуальной собственности оформлением
единой технологии. Лучшие практики внедрения единых технологий могут и должны быть
представлены научно-технической общественности для дальнейшего совершенствования
норм реализации прав в Российской Федерации на различные перспективные объекты
интеллектуальной собственности.
Итак, в числе наиболее интересным преимуществам
применения ARSA могут быть отнесены следующие [18]:
· существенное сокращение
итеративных петель проектирования, раннее обнаружение ошибок;
· наглядное выявление
расхождений проекта между разработанной моделью и компонентами и/или системой;
· анализ качества интеграции социотехнических
систем, улучшаемые проектные пространства коммерческих решений.
Представленная система взглядов противопоставления
проблемных вопросов информационного дизайна и эволюционного моделирования
учитывает практический опыт реализации частных задач проблемно-ориентированной
системы управления в условиях информационной неопределённости на предпроектном этапе её жизненного цикла.
Новая прагматическая задача учитывает акцент
формализма нечёткой стратегии развития среды при выборе компонентов дополненной
реальности в представлениях как системной интеграции,
так и деградации геопространственной мультимедийной
технологии в реалистичных обстоятельствах в сравнении с имеющимся опытом [1, 18,
20].
Характерной чертой сопровождаемого
научно-образовательного проекта является одновременное привлечение к поисковым
исследованиям лаборатории Системной интеграции средств управления ИПУ РАН
студентов различных факультетов национального исследовательского университета
МАИ, а также сообщества экспертов (ФУ при Правительстве РФ, МАИ (НИУ), АГПС МЧС
России, МИРЭА, РГГУ и др.).
Описанию возникновения связанных структур в
случайных средах (кластеров), состоящих из отдельных элементов, посвящены
производные работы междисциплинарного проекта о понимании новых возможностей приложения стратифицированной
модели поведения субъектов в перспективных информационных ресурсах и
соответствующих им интеллектуализируемых
технологиях.
Экспонируемый проект ориентирован на вполне
определенные новые вопросы развития указанной проблемы в свете таких акцентов
как импортозамещение, эффективное расходование бюджетных средств
в сфере государственных закупок, предотвращение появления возможностей
нецелевого использования выделенных средств или недобросовестного исполнения
обязанностей должностных лиц в сфере коммерциализации и/или введения в оборот
прорывных технологий различного назначения.
Потенциальная стратегия
выхода предполагает системную интеграцию направлений научной деятельности, форсирование
улучшения уровней зрелости процессов
трансформации разнородного контента, софинансирование
реализации и развития единой технологии, совершенствования инструментальных
средств при проведении фундаментальных и прикладных исследований в отраслевых
приложениях робототехники, авиакосмической промышленности, наземного, морского
и воздушного транспорта, систем навигации и управления, радио, телевидения и
связи, безопасности человека и защиты окружающей среды [10-16].
1. Бенсусан А., Лионс Ж.-Л., Темам Р. Методы декомпозиции,
децентрализации и координации и их приложения // В сб. Методы вычислительной
математики. – Новосибирск: Наука, 1975.
2. Хохлачев Е.Н., Осипов П.А., Рожнов А.В., Карпов В.В.,
Чернявский Д.В., Каменев А.И. Способ передачи сообщений. Патент на изобретение
RUS 2236755.
3. Рожнов А.В., Лобанов И.А. Модельный составной объект
прав интеллектуальной собственности как фрагмент единой технологии / Материалы
10-й Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и
задачи управления» (Таганрог-Домбай, 2015). Ростов н/Д.: ЮФУ, 2015. Т. 1. С.
279-286.
4. Легович Ю.С., Максимов Д.Ю. Логические модели выбора решения
// Проблемы управления. 2013. № 3. С. 18-26.
5. Максимов Д.Ю. Реконфигурирование системной иерархии
методами многозначной логики // Управленческие науки в современной России.
2014. Т. 2. № 2. С. 221-225.
6. Максимов Д.Ю. Smart Grid: Нейрокомпьютерная поддержка принятия диспетчерских
решений в системе управления сбоями электроэнергетических систем // Нейрокомпьютеры:
разработка, применение. 2014. № 8. С. 64-69.
7. Затуливетер Ю.С., Семенов С.С., Николашин Ю.Л., Мирошников В.И., Будко П.А. Общий подход к формированию единого
информационно-управляющего пространства морской компоненты…// Морская радиоэлектроника.
2015. № 1 (51). С. 22-28.
8. Будко П.А., Литвинов А.И. Бесконтактный контроль и
идентификация технического состояния электрооборудования
систем электроснабжения промышленных комплексов // Датчики и системы.
2014. № 8 (183). С. 5-10.
9. Винограденко А.М., Будко П.А., Юров
А.С., Литвинов А.И. Способ мониторинга предаварийного состояния контролируемых
объектов // Датчики и системы. 2014. № 9 (184). С. 8-14.
10.
Белавкин П.А., Федосеев С.А., Рожнов А.В., Лобанов И.А.
Исследование стратегической мобильности проблемно-ориентированных систем
управления и их позиционирование в условиях развития информационного пространства
// Известия ЮФУ. Технические науки. 2013. № 3 (140). С. 211-217.
11.
Барышев П.Ф., Рожнов А.В., Губин А.Н., Лобанов И.А.
Обоснование информационно-аналитической системы в развитии методов и моделей согласования…
// Динамика сложных систем — XXI век. 2014. № 3. С. 43-52.
12.
Рожнов А.В.,
Лобанов И.А., Бимаков Е.В. Обоснование задач
системной интеграции и информационно-аналитическое моделирование
проблемно-ориентированных систем управления на предпроектном
этапе жизненного цикла // XII Всероссийское совещание… ВСПУ-2014. ИПУ РАН.
2014. С. 7474-7479.
13.
Гончаренко В.И.,
Лэ Луо, Прус М.Ю. Мониторинг распространения лесных
пожаров группировкой беспилотных летательных аппаратов // Технологии техносферной безопасности. 2015, № 4 (62).
14.
Лобанов И.А.,
Рожнов А.В. Оценивание эффективности проблемно-ориентированной системы
управления на ранних стадиях жизненного цикла комплекса ЛА с использованием модели
FDH // Фундаментальные проблемы системной безопасности. ЕГУ. 2014. С. 377-379.
15.
Рожнов А.В., Лычёв А.В. Исследование среды функционирования и задач
многопрофильного ситуационного центра // Материалы 21-й НТК «Системы
безопасности – 2012» (Москва). М.: АГПС МЧС России, 2012. С. 88-90. 1
16.
Рожнов А.В.,
Антиох Г.М., Селиверстов Д.Е., Кублик Е.И. Системная
интеграция направлений научной деятельности в условиях формирования предынтеллектуальной инфраструктуры //
Информационно-измерительные и управляющие системы. 2014. № 11. С. 59-63.
17.
Рожнов А.В.,
Лобанов И.А. Интеграция и управление контентом проблемно-ориентированной
системы на ранней стадии жизненного цикла / Труды 13-й Международной конференции
«Системы проектирования технологической подготовки производства и управления
этапами жизненного цикла промышленного продукта» (CAD/CAM/PDM-2013). М.: ИПУ
РАН, 2013. С. 320-322.
18. S. Murley. Augmented Reality in Tradespace
Design. URL: http://thearea.org/augmented-reality-in-tradespace-design
19.
Мелихов А.Н., Берштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы
с нечеткой логикой. – М.: Наука, 1990.
20.
Букатова И.Л. Эволюционное моделирование и его приложения. М.:
Наука, 1979.