Современная электроника №8/2022

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2022 Использование онтологического инжиниринга при анализе технологических линий В статье рассматривается особенность применения метода онтологического инжиниринга для выявления «узких» мест на технологической линии сортировки и первичной переработки пластиковых изделий. Предложена семантическая модель сектора оборудования технологической линии, приведена матрица определения приоритетов атрибутов, определены условия, влияющие на производительность технологической линии. Евгений Курнасов, Анна Володина, Галина Богомольная, Дмитрий Киселев (РТУ МИРЭА) Введение Наряду с высокими темпами раз- вития информационного общества сейчас активно проходит цифровая трансформация промышленных пред- приятий c внедрением новых техноло- гий (искусственный интеллект, блок- чейн, анализ данных, Интернет вещей и др.) [1, 2]. Важность их использова- ния для оценки эффективности выпол- нения операций технологического процесса, контроля состояния обору- дования и затрат ресурсов на его обслу- живание сегодня особенно очевидна. Каждая из используемых на произ- водственном предприятии автомати- зированных систем использует свой функционал и алгоритмы управления для достижения максимальной эффек- тивности. В данной работе делается акцент на обеспечение работоспособ- ности оборудования технологических линий за счёт применения метода онто- логического инжиниринга [3–5]. Вне- дрение в действующую на производ- ственной линии автоматизированную систему управления аналитической компоненты на основе онтологиче- ского инжиниринга позволяет выявить основные «узкие» места в технологиче- ской цепи, определить область, в кото- рой происходит неопределённость внешних и внутренних факторов или параметров выполняемых технологи- ческих процессов, влияющих на общую эффективность производства. Основная часть Процесс разработки такой аналити- ческой компоненты для автоматизиро- ванных систем управления техноло- гическими линиями предусматривает этап анализа всех исследуемых про- цессов и подпроцессов. При этом важ- ным является подробное отображение структуры заранее выявленной про- блемной области в исследуемом техно- логическом процессе. Использование в этом случае онтологий и их расши- рение позволяет применять единый информационный базис, что, в свою очередь, обусловливает отсутствие необходимости дополнительных пре- образований информации в соответ- ствии с требованиями отдельных авто- матизированных систем, действующих на производстве. Анализ информации при онтологи- ческом моделировании [6–8] отделя- ет понятия от их представления. Это очень важный и принципиальный тезис, поскольку восприятие некото- рых процессов и подпроцессов может отличаться от их представления (сути) в действующих на производстве авто- матизированных системах управления. Онтология определяется как O = < X , R , F >, где X – множество понятий (концеп- тов) предметной области, R – множество отношений между понятиями, F – множество функций интерпре- тации, заданных на концептах и/или отношениях. Модель онтологической системы определяется как Z = < O , P , M >, где O – онтология верхнего уровня, содержащая общие понятия и отно- шения, не зависящие от предметной области, P – множество предметных онто- логий и онтологий задач предметной области, M – модель вывода онтологической сети (например, для изменения крите- риев выбора параметров для анализа). Классификация онтологии в виде иерархического дерева представлена на рис. 1. Среди основных преимуществ использования онтологии при анали- зе технологических линий можно выде- лить следующие. 1. Структурируемая визуализация ин- формации. 2. Формирование целостного взгляда на анализируемый объект. 3. Анализ предметной области через систему вопрос–ответ. 4. Точность определения требований к информационной системе. 5. Возможность дополнять основу для дальнейшего моделирования. Недостатки использования онтоло- гического инжиниринга. 1. Трудоёмкость структурирования. 2. Частые ошибки в построении так на- зываемых «паутин». 3. Необходимость понимания и знания нотаций концептуальных моделей. Очевидно, что использование онто- логического инжиниринга при анализе технологических линий имеет больше преимуществ, чем недостатков. На практике онтологический инжи- ниринг применяют в системах автома- тизированного сбора информации и анализа, управлении корпоративными информационными ресурсами, а так- же в системах сферы образования и др. В нашем случае онтологический инжиниринг используется для выяв- ления узких мест на технологической линии сортировки и первичной пере- работки пластиковых изделий [9–12]. Важность определения узких мест в цепочке процессов на такой технологи- ческой линии в том, что в совокупности, при определённых условиях, онимогут значительно снизить её производитель- ность и замедлить производство в целом. Технологическая линия сортиров- ки и первичной переработки пластико- вых изделий (рис. 2) условно разделена на девять звеньев. Каждаяпозиция звена имеет своёфункциональноеназначение. Например, позиция звена 1 использует- ся для дозированной подачи сортиру- емых пластиковых изделий на линию, а позиция звена 5 отвечает за опреде-