Применение паттерна содержания в разработке онтологии оптических микроэлектромеханических систем

Аннотация

Рассмотрен метод повышения эффективности онтологического моделирования при разработке и изготовлении оптических микроэлектромеханических систем на основе разработки паттерна содержания онтологии. Паттерн позволяет наглядно представлять логические взаимосвязи между элементами, из которых состоит изделие, и их характеристиками; изделиями, которые можно изготовлять с использованием определенных процессов и материалов; процессами и материалами, необходимыми для изготовления нескольких изделий. Паттерн также дает возможность через систему запросов определять необходимый набор операций и материалов для получения конкретных изделий. На примере оптического переключателя показана процедура применения паттерна содержания начиная с конструктивно-технологического анализа изделия, включая описание конструктивных элементов изделия, их материалов и взаимосвязей с технологическими процессами. Сформированная онтология в редакторе Protege содержит информацию о 20 видах микросистем с выделением логических связей оптического переключателя микроэлектромеханических систем с индивидами основных классов паттерна. Предложенный метод повышает эффективность управления знаниями в цифровой среде и открывает перспективу для дальнейшего применения онтологического моделирования. Представленная модель предусматривает расширение ее структуры и увеличение степени детализации описания ее элементов

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Пильник И.С., Баклыков Д.А., Цветков Ю.Б. и др. Применение паттерна содержания в разработке онтологии оптических микроэлектромеханических систем. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2026, № 1 (154), с. 96--109. EDN: EQBGQQ

Литература

[1] El-Sheimy N., Youssef A. Inertial sensors technologies for navigation applications: state of the art and future trends. Satell. Navig., 2020, vol. 1, no. 1, art. 2. DOI: https://doi.org/10.1186/s43020-019-0001-5

[2] Chircov C., Grumezescu A.M. Microelectromechanical systems (MEMS) for biomedical applications. Micromachines, 2022, vol. 13, no. 2, art. 164. DOI: https://doi.org/10.3390/mi13020164

[3] Баклыков Д.А. Исследование и разработка физико-технологических методов создания оптических микроэлектромеханических систем. Дис. ... канд. техн. наук. М., МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2024.

[4] Liu A.Q. Photonic MEMS devices. CRC Press, 2018.

[5] Maluf N., Willliams K. An introduction to MEMS. Artech House, 2004.

[6] Chen W., Jin L., Wang Z., et al. Design and demonstration of an in-plane micro-optical-electro-mechanical-system accelerometer based on Talbot effect of dual-layer gratings. Micromachines, 2023, vol. 14, no. 7, art. 1301. DOI: https://doi.org/10.3390/mi14071301

[7] Zhou F., Bao Y., Madugani R., et al. Broadband thermomechanically limited sensing with an optomechanical accelerometer. Optica, 2021, vol. 8, no. 3, pp. 350--356. DOI: https://doi.org/10.1364/OPTICA.413117

[8] Niklaus F., Vieider C., Jakobsen H. MEMS-based uncooled infrared bolometer arrays: a review. Proc. SPIE, 2008, vol. 6836, pp. 125--139. DOI: https://doi.org/10.1117/12.755128

[9] Hortschitz W., Steiner H., Sachse M., et al. An optical in-plane MEMS vibration sensor. IEEE Sens. J., 2011, vol. 11, no. 11, pp. 2805--2812. DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2011.2169781

[10] Vigna B., Ferrari P., Villa F., et al. Silicon sensors and actuators. Cham, Springer, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-80135-9

[11] Androniс M.M., Rodionov I.A., Tsvetkov Yu.B. Digital design as a key approach to shortening MEMS development cycle. ITM Web Conf., 2020, vol. 35, art. 01003. DOI: https://doi.org/10.1051/itmconf/20203501003

[12] Зинченко Л.А., Власов А.И., Шахнов В.А. и др. Наноинженерия и инфокоммуникационные технологии. Вестник РФФИ, 2015, № 3, c. 97--103. EDN: UYZXRP

[13] Merrell E., Kelly R., Kasmier D., et al. Benefits of realist ontologies to systems engineering. OntoCom 2021: 8th Int. Workshop on Ontologies and Conceptual Modeling, 2021. URL: https://www.ll.mit.edu/sites/default/files/publication/doc/benefits-realist-ontologies-systems-engineering-merrell-130635.pdf (дата обращения: 20.12.2025).

[14] Whetzel P., Noy N., Shah N., et al. BioPortal: enhanced functionality via new Web services from the National Center for Biomedical Ontology to access and use ontologies in software applications. Nucleic Acids Res., 2011, vol. 39, no. S2, pp. 541--545. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkr469

[15] Пильник И.С., Баклыков Д.А., Цветков Ю.Б. Онтологическое моделирование оптических микроэлектромеханических систем. XVI Всерос. конф. молод. уч. и спец. (c междунар. участ.) "Будущее машиностроения России". Т. 2. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2024, с. 266--272. EDN: EJVROC

[16] Tsvetkov Yu.B., Rodionov I.A., Baklykov D.A., et al. Ontological modeling as a means of enhancing the efficiency of MEMS creation. 7th REEPE, 2025. DOI: https://doi.org/10.1109/REEPE63962.2025.10971080

[17] Загорулько Г.Б. Разработка онтологии для интернет-ресурса поддержки принятия решений в слабоформализованных областях. Онтология проектирования, 2016, т. 6, № 4, c. 485--500. EDN: XCRJGR

[18] Загорулько Ю.А., Боровикова О.И. Подход к реализации паттернов содержания при разработке онтологий научных предметных областей. Системная информатика, 2018, № 12, c. 27--40. DOI: https://doi.org/10.31144/si.2307-6410.2018.n12.p27-40

[19] Загорулько Ю.А., Боровикова О.И. Проблемы построения онтологий научных предметных областей на основе паттернов онтологического проектирования. Информационные технологии и системы. Тр. 7 Всерос. науч. конф. Ханты-Мансийск, ЮНИИИТ, 2019, c. 157--161. EDN: ZYSRFR

[20] Gaona E., Gaona P., Montenegro C. Dispositivos de conmutacion optica en redes de nueva generacion. Ingenium Revista de la Facultad de Ingenieria, 2013, vol. 14, no. 27, pp. 25--40. DOI: https://doi.org/10.21500/01247492.2592