Модули организационно-технических систем для решения задач адаптациив быстроменяющейся внешней среде


https://doi.org/10.21686/1818-4243-2020-5-82-90

Полный текст:


Аннотация

Цель исследования. Целью исследования является формирование модулей организационно-технических систем (ОТС) с использованием когнитивного подхода для решения задач адаптации киберфизических систем. В настоящее время, наблюдается стремительное развитие элементов интернета вещей. На передний план выдвигаются новые задачи, связанные с самоорганизацией и адаптацией в быстроменяющейся внешней среде. Данные задачи возникают при появлении новых элементов в телекоммуникационной компьютерной сети, их отказе, смене режима, возникновении новых задач и т.д. Для отработки этих задач рассмотрены возможности подходов к поддержке и принятию решений таких, как ситуационный, когнитивный, семиотический. Более подробно авторами рассматривается когнитивный подход. В рамках когнитивной парадигмы в статье описывается использование когнитивного подхода для решения задач адаптации киберфизических систем. Для решения этой задачи на основе агентно-ориентированного подхода представлена структура киберфизической системы с возможностью адаптации и описаны функции ее агентов. Представлены основные этапы решения задач адаптации киберфизических систем. Представлен алгоритм адаптации с использованием механизма планирования. В демо-примере показана база знаний для решения задачи адаптации киберфизических систем с использованием когнитивного механизма планирования.

Материалы и методы исследования. При решении задач адаптации в рамках планирования требуются новые подходы и методы. Когнитивный подход является одним из развивающихся направлений в решении многих задач Интернета вещей. Одной из таких задач является возможность адаптации модулей ОТС в быстроменяющейся внешней среде на основе механизма планирования. Для решения задачи планирования используется алгоритм, описанный Аристотелем более 2350 лет назад и реализованный в программе GPS. Этот алгоритм можно считать первым описанием когнитивного механизма, которым пользуется человек. Для базы знаний использован интегрированный подход к представлению знаний. При разработке модулей ОТС для решения задачи адаптации использовался агентно-ориентированный подход.

Результаты. Рассмотрены для формирования решений, при вновь возникающих ситуациях в модулях ОТС, существующие и развивающиеся подходы и методы, для поддержки и принятия решений. Представлены основные положения таких значимых подходов, как ситуационный, когнитивного и семиотический. Предложен когнитивный подход к адаптации интеллектуальных систем. В рамках когнитивной парадигмы рассмотрено решение задачи адаптации киберфизических систем. Показана структура киберфизической системы способной решать задачи адаптации. Описаны функции модулей ОТС на основе агентно-ориентированной технологии. Дано описание алгоритма адаптации с использованием когнитивного механизма планирования. Представлены основные этапы решения задач адаптации киберфизических систем. Показан демо-пример решения задачи адаптации киберфизической системой – роботом-кулинаром.

Заключение. Использование модульной архитектуры интеллектуальной системы позволяет решать многие задачи. Одной из таких задач является настройка элементов интернета вещей при их отклонении от выполнения основной функции. Предложенные для параметрической адаптации механизмы планирования могут многократно применяться в модулях ОТС в виде отдельных агентов. Такой подход является актуальным для элементов Интернета вещей. В случае расширения функциональных возможностей модулей ОТС интернета вещей целесообразно применить машинное обучение с фиксацией результатов в базе знаний агентов-планировщиков


Об авторах

А. А. Микрюков
Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова
Россия

Андрей Александрович Микрюков – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры Прикладной информатики и информационной безопасности

Москва



В. М. Трембач
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия

Василий Михайлович Трембач – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры 304

Москва



А. В. Данилов
Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова
Россия

Андрей Владимирович Данилов – старший преподаватель кафедры Прикладной информатики и информационной безопасности

Москва



Список литературы

1. Кулинич А.А. Ситуационный, когнитивный и семиотический подходы к принятию решений в организациях // Открытое образование. 2016. № 6. С. 9–17. DOI: 10.21686/1818-4243-2016-6-9-17.

2. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. М.: Наука, 1986. 288 с.

3. Клыков Ю.И. Ситуационное управление большими системами. М.: Энергия, 1974. 136 с.

4. Axelrod R. The Structure of Decision: Cognitive Maps of Political Elites. Princeton: University Press, 1976.

5. Кузнецов О.П. Когнитивная семантика и искусственный интеллект // Искусственный интеллект и принятие решений. 2012. № 4. С. 32–42.

6. Солодов А.А., Трембач В.М. Разработка и использование модели когнитивной системы для решения задач целенаправленного поведения // Статистика и Экономика. 2019. № 16(6). С. 77–86. DOI: 10.21686/2500-3925-2019-6-77-86.

7. Солодов А.А., Трембач Т.Г. Использование когнитивных технологий для формирования моделей управления речевым диалогом // Открытое образование. 2019. № 23(6). С. 13–21. DOI: 10.21686/1818-4243-2019-6-13-21.

8. Papageorgiou E.I. A Review study on Fuzzy Cognitive Maps and their applications during the last decade // Proc. Of IEEE Intern. Conf. of Fuzzy Systems (FUZZ IEEE). (2011, 27–30 June. – Taipei). Taiwan: 2011. С. 828–835.

9. Трембач В.М. Когнитивный подход к созданию интеллектуальных модулей организационно-технических систем // Открытое образование. 2017. № 2. C. 78–87.

10. Трембач В.М. Интеллектуальная система с использованием концептов-представлений для решения задач целенаправленного поведения // Открытое образование. 2018. № 22(1). С. 28–37. DOI: 10.21686/1818-4243-2018-1-28-37.

11. Lakoff J. Women, Fire, and Dangerous Things: What Categories Reveal About the Mind. Chicago: University of Chicago Press, 1987.

12. Поспелов Д.А., Осипов Г.С. Прикладная семиотика // Новости искусственного интеллекта. 1999. № 1. С. 9–35.

13. Осипов Г.С. От ситуационного управления к прикладной семиотике // Новости искусственного интеллекта. 2002. № 6. С. 56–59.

14. Бирюков Б.В. Теория смысла Готлоба Фреге. В кн.: Применение логики в науке и технике. М.: АН СССР, 1960. С. 502–555.

15. Еремеев А.П., Тихонов Д.А., Шутова П.В. Поддержка принятия решений в условиях неопределенности на основе немарковской модели // Известия РАН: Теория систем и управления. 2003. № 5. С. 75–88.

16. Гаврилова Т. А., Кудрявцев Д. В., Муромцев Д. И. Инженерия знаний. Модели и методы: Учебник. СПб.: Лань, 2016. 324 с.

17. Рассел Стюарт, Норвиг Питер. Искусственный интеллект: современный подход, 2-е изд.: Пер. с англ. М.: Вильямс, 2007. 1408 с.

18. Растригин Л.А. Адаптация сложных систем. Рига: Зинатне, 1981. 375 с.

19. Тарасов В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям: философия, психология , информатика. М.: Эдиториал УРСС, 2002. 352 с.

20. Городецкий В.И., Скобелев П.О., Бухвалов О.Л. Промышленные применения многоагентных систем: прогнозы и реалии // Труды XVIII Международной конференции «Проблемы управления и моделирования в сложных системах». (Самара, 20–25 сентября 2016 г.). Самара: ОФОРТ, 2016. С. 137–162.

21. Саттон Р.С., Барто Э.Г. Обучение с подкреплением. Пер. с англ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 399 с.

22. Карпов В.Э., Карпова И.П., Кулинич А.А. Социальные сообщества роботов: эмоции и темперамент роботов; общение роботов; модели контагиозного, подражательного и агрессивного поведения роботов; командное поведение роботов и образование коалиций; пространственная память анимата. М.: УРСС: ЛЕНАНД, 2019. 349 с.

23. Telnov Y. Enterprise product and service process design with the use of intelligent technologies [Электрон. ресурс] // Selected Papers of the XXI International Conference «Enterprise Engineering and Knowledge Management (EEKM 2019). CEUR Workshop Proceedings (Moscow, Russia, April 24–26). 2019. № 2413 С. 152–160. Режим доступа: http://ceur-ws.org/Vol-2413/.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Микрюков А.А., Трембач В.М., Данилов А.В. Модули организационно-технических систем для решения задач адаптациив быстроменяющейся внешней среде. Открытое образование. 2020;24(5):82-90. https://doi.org/10.21686/1818-4243-2020-5-82-90

For citation: Mikryukov A., Trembach V.M., Danilov A.V. Modules of Organizational and Technical Systems for Solving Problems of Adaptation in a Rapidly Changing Environment. Open Education. 2020;24(5):82-90. (In Russ.) https://doi.org/10.21686/1818-4243-2020-5-82-90

Просмотров: 36

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1818-4243 (Print)
ISSN 2079-5939 (Online)