Дидманидзе Отари Назирович, доктор техн. наук, профессор, академик РАН, заведующий кафедрой тракторов и автомобилей
ул. Тимирязевская, д. 49, г. Москва, 127434
Otari N. Didmanidze, DSc in Engineering, professor, academician of RAS, Head of the Department of Tractors and Automobiles
Timiryazevskaya st., 49, Moscow, 127434
Парлюк Екатерина Петровна, доктор техн. наук, профессор кафедры колесных машин
ул. Бауманская 2-я, д. 5, стр. 1, г. Москва, 105005
Ekaterina P. Parlyuk, DSc in Engineering, professor at the Department of Wheeled Vehicles
Baumanskaya st. 2-ya, 5, b. 1, Moscow, 105005
Новиченко Антон Игоревич, кандидат техн. наук, доцент кафедры технического сервиса машин и оборудования
ул. Тимирязевская, д. 49, г. Москва, 127434
Anton I. Novichenko, PhD in Engineering, associate professor, the Department of Technical Service of Machinery and Equipment
Timiryazevskaya st., 49, Moscow, 127434
В природообустройстве актуальной задачей остается разработка научно-методического подхода к проектированию и оптимизации технологических систем. В основе предлагаемого подхода лежит интеграция онтологического проектирования и агентного имитационного моделирования, где интеграция обеспечивает связь между абстрактным описанием и вычислительным экспериментом. Объектами исследования выступали технологические процессы реконструкции напорного трубопровода в закрытой оросительной сети. Именно здесь, при явном недостатке статистических данных, имитационное моделирование становится основным инструментом исследования, которое позволяет изучать возможные производственные сценарии и проводить оптимизацию без масштабных натурных экспериментов. Вместе с тем существует риск расхождения модельных результатов с реальными показателями. Причина такого расхождения кроется в сложности полноценного учета организационно-технологических факторов, где каждый фактор может вносить нелинейные искажения в итоговые оценки. Снять указанное ограничение помогает агентный подход: именно он даёт возможность детально анализировать поведение отдельных компонентов и характер их взаимодействия, а также гибко подстраиваться под меняющиеся условия. К числу ключевых этапов построения такой модели относятся онтологическое описание возможных структур комплексов и определение функциональных связей между активными элементами и локальными процессами – с обязательным учётом условий эксплуатации оборудования. В рамках исследования разработан соответствующий инструментарий, с помощью которого удаётся решать задачи разного уровня сложности и масштабности. Предложен комплексный методологический подход, позволяющий последовательно интегрировать этапы онтологического описания предметной области, формализации функционально-технологических связей и агентного моделирования для задач проектирования технологических систем в природообустройстве. Эффективность предлагаемого подхода апробирована на реальном процессе реконструкции закрытой оросительной системы, предложена Парето-оптимальная область поиска рациональных структур технологических систем.
In environmental management, developing a scientific and methodological approach to the design and optimization of technological systems remains a pressing issue. The proposed approach is based on the integration of ontological design and agent-based simulation modeling, where this integration provides a link between abstract description and computational experimentation. The objects of study were the technological processes of reconstructing a pressure pipeline in a closed irrigation network. It is here, with the obvious lack of statistical data, that simulation modeling becomes a key research tool. It allows for the exploration of possible production scenarios and optimization without large-scale field experiments. However, there is a risk of discrepancies between model results and actual indicators. The reason for this discrepancy lies in the difficulty of fully accounting for organizational and technological factors, each of which can introduce nonlinear distortions into the final estimates. An agent-based approach helps overcome this limitation: it enables detailed analysis of the behavior of individual components and the nature of their interactions, as well as flexible adaptation to changing conditions. Key stages in constructing such a model include an ontological description of possible complex structures and the definition of functional relationships between active elements and local processes, all while taking into account the equipment's operating conditions. As part of the study, a corresponding toolkit was developed that could be used to solve problems of varying complexity and scale. A comprehensive methodological approach is proposed that allows for the consistent integration of the stages of ontological description of a subject area, formalization of functional-technological relationships, and agent-based modeling for designing technological systems in environmental management. The effectiveness of the proposed approach was tested on a real process of reconstruction of a closed irrigation system, and a Pareto-optimal search region for rational structures of technological systems was proposed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.