CC BY
19
Авторы
Шелехова Наталия Викторовна, д-р техн. наук,
Шелехова Тамара Михайловна, канд. техн. наук,
Скворцова Любовь Ивановна,
Полтавская Наталья Валериевна
ВНИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания,
биотехнологии и безопасности пищи,
111033, Москва, ул. Самокатная, д. 4Б,
sate1La@maiL.ru
Authors
Shelekhova Nataliya Viktorovna, Doctor of Technical Sciences, Shelekhova Tamara Mihailovna, Candidate of Technical Sciences, Skvortsova Lubov Ivanovna, Poltavskaya Natalya Valerievna
All-Russian Scientific-Research Institute of Food Biotechnology -Branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, 4B, Samokatnaya str., Moscow, 111033, satella@mail.ru
УДК 663.5 DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10060
Онтология как основа для йифровизации производства этанола
н.в. Шелехова, д-р техн. наук; и.м. Абрамова, д-р техн. наук; т.м. Шелехова, канд. техн. наук ВНИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, Москва
Реферат
Современное состояние научно-технологического развития и инновационная деятельность российских предприятий вызывают острую необходимость ускоренной интеграции цифровых технологий в производство, что послужило предпосылкой к проведению настоящего исследования. Предложенный онтологический подход к формализации знаний предметной области спиртового производства обеспечивает информационную поддержку предоставления комплексного взгляда на предприятие.
Ключевые слова
автоматизация, интеллектуальная система, искусственный интеллект, онтологии, производство этанола, тезаурус, цифровизация Цитирование
Шелехова Н.В., Абрамова И.М., Шелехова Т.М. (2019) Онтология как основа для цифровизации производства этанола // Пищевая промышленность. 2019. № 4. С. 119-121.
Ontology as the basis of digitalization the production of etxanol
N.V. Shelekhova, Doctor of Technical Sciences; I.M. Abramova, Doctor of Technical Sciences; T.M. Shelekhova, Candidate of Technical Sciences
All-Russian Scientific-Research Institute of Food Biotechnology - Branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, Moscow Abstract
The current state of scientific and technological development and the innovation activity of Russian enterprises gives rise to the urgent need for accelerated integration of digital technologies into production, which was a prerequisite for conducting this research. The proposed ontological approach to the formalization of knowledge of the subject area of alcohol production provides information support for the provision of a comprehensive look at the enterprise.
Key words
automation, intelligent system, artificial intelligence, ontologies, ethanol production, thesaurus, digitalization Citation
Shelekhova N.V., Abramova I.M., Shelekhova T.M. (2019) Ontology as the basis of digitalization the production of ethanol // Food processing industry = Pisshevaya promyshlennost. 2019. № 4. P. 119-121.
введение. В последние годы опубликовано множество научных трудов, иллюстрирующих тенденцию глубокого проникновения информационных технологий во все сферы жизни и демонстрирующих безграничные возможности для проведения дальнейших исследований означенной области [1]. Важно подчеркнуть, что данная проблематика была и остается одной из самых сложных, актуальных и не полностью решенных задач.
С ростом масштабов производства и высоким уровнем компьютеризации объем знаний конкретных предметных областей постоянно увеличивается, что обуславливает необходимость формализации знаний [2, 3]. В этом ключе особое вни-
мание отведено специализированным программным комплексам и автоматизированным информационным системам, предназначенным для управления как технологическими процессами, так и предприятием в целом [5-8].
Интенсификация исследований в области искусственного интеллекта стала предпосылкой для создания цифровых производств типа «умных предприятий» на основе киберфизических систем, реализующих парадигму «безлюдного производства», способных эффективно функционировать в условиях глобальной цифровизации. В этой связи основой для создания современных производственных предприятий становятся про-
мышленный Интернет вещей, облачные технологии, кластерный анализ, аддитивные технологии.
Актуальность данного направления также доказывает увеличение количества научных исследований по информатизации производства пищевой продукции, проведенных в последнее время [1, 6, 9]. Кроме того, значимость научных разработок в данной области исследований в полной мере соответствует целям, обозначенным Указами Президента РФ и государственными программами.
методы и материалы исследования. При проведении исследований применяли общенаучную методологию, системно-структурный и функциональный подходы.
Онтологическая модель производства пищевого этанола
Онтологическая модель управления предприятием
Онтологическая модель технологической инфраструктуры производства
Онтологическая модель информационной системы предприятия
Онтологическая модель технологических процессов
Онтологическая модель биотехнологических процессов
Онтологическая модель аналитического контроля показателей качества и безопасности алкогольной продукции
Онтологический подход к систематизация знаний в области бродильных производств
обсуждение результатов. Изучение и систематизация научно-технической и патентной литературы по теме исследования позволили определить основные направления и выбрать наиболее актуальные из них. Анализ тенденции развития информационных технологий для применения в пищевой промышленности показал, что роль информационных технологий в развитии современного высокотехнологичного производства заключается в его глобальной информатизации.
Проектирование онтологий позволяет систематизировать знания предметной области производства пищевого этанола, выявлять и изучать различные факторы, их связи и комбинированное воздействие на ход биотехнологических процессов бродильных производств. Сущность данного подхода заключается в построении онтологических моделей, позволяющих формировать онтологию с древовидной структурой концептов с учетом семантических связей между ними.
В ходе исследований построена концептуальная модель формализации знаний на основе онтологического подхода в области процесса производства этилового спирта ректификованного из зернового сырья (см. рисунок).
Показано, что разработка общей онтологии позволит создать единую концептуальную модель биотрансформации полимеров зернового сырья в этанол, отразить ключевые концепты предметной области и их связи в машинно-интерпретируемой форме, что обеспечит информационную поддержку предоставления комплексного взгляда на предприятие, производящее пищевой этанол.
Предпосылкой для применения онтологий является необходимость представления знаний предметной области в виде предложений «If a1 then Ь1» для использования в базах знаний при реализации интеллектуальных экспертных систем,
основанных на принципах искусственного интеллекта. Следует отметить, что на современном этапе результаты научно-технологического развития позволяют создавать интеллектуальные экспертные системы различной сложности, способные заменить специалиста - эксперта. Данный подход позволит воздействовать на эффективность производства и повысить производительность труда.
Интеллектуальные экспертные системы предназначены для осуществления мониторинга, диагностики, планирования, прогнозирования, моделирования, статистической обработки и интерпретации больших объемов информации. Интеллектуальные экспертные системы способны аккумулировать данные и формировать базу знаний, что позволяет решать ряд интеллектуальных задач определенной предметной области.
В перспективе цифровой трансформации производства интеллектуальные экспертные системы займут лидирующее место при решении сложных производственно-технологических задач, требующих интеграции знаний из различных научных областей.
Полученные выводы подтверждают перспективность и являются основой для проведения дальнейших углубленных исследований в области диджитализации ресурсосберегающих биотехнологий глубокой переработки сельскохозяйственного сырья. Результаты работы могут быть использованы при создании алгоритмов автоматизированного производства пищевого этанола.
НИР по подготовке рукописи проведена за счет субсидии на выполнение госзадания по теме 0529-2019-0066.
ЛИТЕРАТУРА
1. Тутельян, В.А. Эволюция и революции на пути формирования современной нутри-
циологии, интегративная и цифровая нутри-циология как ближайшее будущее / В. А. Тутельян // Вопросы питания. - 2018. - Т. 87. - № S5. - C. 21-22.
2. Боргест, Н.М. Введение в онтологию проектирования / Н.М. Боргест // Информационные технологии и системы: труды 3-й международной научной конференции; отв. ред. Ю.С. Попков, А.В. Мельников. - 2014. -С. 61-63.
3. Шведин, Б.Я. Онтология предприятия: экспириентологический подход. Технология построения онтологической модели предприятия / Б.Я. Шведин. - М: Ленанд, 2010. -240 с.
4. Шелехова, Н.В. Управление технологическими процессами производства алкогольной продукции с применением информационных технологий / Н.В. Шелехова, Л.В. Римарева // Хранение и переработка сельхозсырья. -2017. - № 3. - С. 28-31.
5. Шелехова, Н.В. Комплексная система контроля производства этилового спирта и спиртных напитков / Н.В. Шелехова,
B.А. Поляков, Л.В. Римарева // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2015. -№ 12. - С. 53-56.
6. Шелехова, Н.В. Специализированные программные комплексы в контроле качества алкогольной продукции / Н.В. Шелехова [и др.] // Пищевая промышленность. -
2017. - № 1. - С. 50-52.
7. Шелехова, Н.В. Специализированный программный комплекс «С2Н5ОН-аналитик» - инновационный инструмент автоматизации контроля качества и безопасности алкогольной продукции / Н.В. Шелехова, В.А. Поляков, Л.В. Римарева // Пищевая промышленность. - 2015. - № 9. -
C. 28-31.
8. Шелехова, Н.В. Информационные технологии в аналитическом контроле качества алкогольной продукции / Н.В. Шелехова [и др.] // Пищевая промышленность. -
2018. - № 8. - С. 30-33.
9. Благовещенская, М.М. Автоматизированная система контроля безопасности пищевых продуктов на примере мясного сырья / М.М. Благовещенская [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2017. -№ 4. - С. 49-52.
REFERENSES
1. Tuteljan, V.A. Jevoljucija i revoljucii na puti formirovanija sovremennoj nutriciologii, integrativnaja i cifrovaja nutriciologija kak blizhajshee budushhee / V. A. Tutel'jan // Voprosy pitanija. - 2018. - T. 87. - № S5. -C. 21-22.
2. Borgest, N.M. Vvedenie v ontologiju proektirovanija / N.M. Borgest // Informa-cionnye tehnologii i sistemy: trudy 3-j mezh-dunarodnoj nauchnoj konferencii; otv. red. Ju.S. Popkov, A.V. Mel'nikov. - 2014. -S. 61-63.
3. Shvedin, B.Ja. Ontologija predprijatija: jekspirientologicheskij podhod. Tehnolo-gija postroenija ontologicheskoj modeli
predprijatija / B.Ja. Shvedin. - M: Lenand, 2010. -240 s.
4. Shelehova, N.V. Upravlenie tehnologi-cheskimi processami proizvodstva alkogol'noj produkcii s primeneniem informacionnyh tehnologij / N.V. Shelehova, L.V. Rimareva // Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ja. - 2017. -№ 3. - S. 28-31.
5. Shelehova, N.V. Kompleksnaja sistema kontrolja proizvodstva jetilovogo spirta i spirtnyh napitkov / N.V. Shelehova, V.A. Polja-kov, L.V. Rimareva // Hranenie i
pererabotka sel'hozsyr'ja. - 2015. - № 12. -S. 53-56.
6. Shelehova, N.V. Specializirovannye prog-rammnye kompleksy v kontrole kachestva alkogol'noj produkcii / N.V. Shelehova [i dr.] // Pishhevaja promyshlennost'. - 2017. -№ 1. - S. 50-52.
7. Shelehova, N.V. SpeciaLizirovannyj prog-rammnyj kompleks «S2N5ON-anaLitik» -innovacionnyj instrument avtomatizacii kon-trolja kachestva i bezopasnosti alkogol'noj produkcii / N.V. Shelehova, V.A. Poljakov,
L.V. Rimareva // Pishhevaja promyshlennost'. -2015. - № 9. - S. 28-31.
8. Shelehova, N.V. Informacionnye tehnologii v analiticheskom kontrole kachestva alkogol'noj produkcii / N.V. Shelehova [i dr.] // Pishhevaja promyshlennost'. - 2018. -№ 8. - S. 30-33.
9.Blagoveshhenskaja, M.M. Avtomatizi-rovannaja sistema kontrolja bezopasnosti pishhevyh produktov na primere mjasnogo syr'ja / M.M. Blagoveshhenskaja [i dr.] // Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ja. -2017. -№ 4. - S. 49-52.
Авторы
Шелехова Наталия Викторовна, д-р техн. наук, Абрамова Ирина Михайловна, д-р техн. наук, Шелехова Тамара Михайловна, канд. техн. наук ВНИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, 111033, Москва, ул. Самокатная, д. 4Б, sateLLa@maiL.ru
Authors
Shelekhova Nataliya Viktorovna, Doctor of Technical Sciences, Abramova Irina Mihailovna, Doctor of Technical Sciences, Shelekhova Tamara Mihailovna, Candidate of Technical Sciences ALL-Russian Scientific-Research Institute of Food Biotechnology - Branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, 4B, Samokatnaya str., Moscow, 111033, sateLLa@maiL.ru
УДК 663.052 DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10061
Биотехнология получения ферментативно-модифицированных ингредиентов из растительного сырья
т.в. Юраскина; Е.и. курбатова, канд. техн. наук; н.с. погоржельская, канд. техн. наук; Е.м. серба, д-р биол. наук, профессор РАН
ВнИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, Москва
Реферат
Изучено воздействие биокаталитических систем на характеристику и состав полисахаридной фракции плодово-ягодного сырья. Показана возможность повышения функционально-технологических свойств препаратов клетчатки, полученных после отделения соков.
Ключевые слова
биокаталитические системы, клетчатка, пищевые волокна, растительное сырье, ферментолиз Цитирование
Юраскина Т.В., Курбатова Е.И., Погоржельская Н.С., Серба Е.М. (2019) Биотехнология получения ферментативно-модифицированных ингредиентов из растительного сырья // Пищевая промышленность. 2019. № 4. С. 121-122.
Biotechnology for obtaining enzyme-modified ingredients from plant materials
T.V. Yuraskina; E.I. Kurbatova, Candidate of Technical Sciences; N.S. Pogorzhelskaya, Candidate of Technical Sciences; E.M. Serba, Doctor of Biological Sciences, Professor of RAS
All-Russian Scientific-Research Institute of Food Biotechnology - Branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, Moscow Abstract
The effect of biocatalytic systems on the characteristics and composition of the polysaccharide fraction of fruit and berry raw materials was studied. The possibility of functional and technological properties increasing of fiber preparations obtained after separation of juices is shown.
Key words
biocatalytic systems, dietary fiber, alimentary fiber, roughage, enzymatic hydrolysis, plant row materials Citation
Yuraskina T.V., Kurbatova E.I., Pogorzhelskaya N.S., Serba E.M. (2019) Biotechnology for obtaining enzyme-modified ingredients from plant materials // Food processing industry = Pisshevaya promyshlennost. 2019. № 4. C. 121-122.
В настоящее время на фоне постоянно нарастающего действия техногенных факторов окружающей среды, а также последствий социальных стрессов
особенно остро стоит проблема повышения адаптационных возможностей организма. Крайне важным аспектом государственной политики в области
здорового питания является ликвидация дефицита жизненно необходимых ну-триентов в составе пищевой продукции, например, производство обогащенных
