Risk-oriented Approach in Implementation of Predictive Analytics into Control Systems of Production and Technological Complexes
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2026-3-12-16Keywords:
integration risks, predictive analytics, production and technological complex, fuzzy sets, analytic hierarchy process, Monte Carlo method, wind rose diagramAbstract
The integration of predictive analytical models into the control systems of production and technological complexes (PTC) involves multicomponent risks arising at the intersection of algorithmic, informational, and organizational factors. Traditional risk analysis methods, such as failure mode and effects analysis (FMEA) or expert surveys, do not fully account for the uncertainty of expert judgments and the system effects of implementing intelligent algorithms. This paper proposes a comprehensive methodology for the quantitative assessment of integration risks, based on the synthesis of three mathematical frameworks: fuzzy sets (triangular fuzzy numbers), the analytic hierarchy process (AHP) for determining the weights of risk groups, and the Monte Carlo method for statistical substantiation of the results. A formalized structure of nine key risks is presented, distributed across three groups: data, algorithms, and organization. Based on expert assessments for a typical PTC, composite indices for each risk are calculated, including median values, 95% confidence intervals, and variation coefficient, as well as an integral indicator of system risk classified as a medium threat level using quartile analysis. A polar diagram (risk wind rose) is developed to enable a clear comparison of risk profiles for three implementation scenarios: centralized, decentralized, and hybrid. It is shown that the hybrid architecture provides the most balanced risk profile. The high correlation of the results with the classical FMEA method (Spearman's rank correlation coefficient ρ = 0.97) confirms the adequacy of the developed methodology. The proposed approach is consistent with existing standards and can be used at the design stage of integrating predictive analytics systems into industrial PTCs.References
Коробов В. Б. Теория и практика экспертных методов: монография / под ред. Б. И. Кочурова. М. : ИНФРА-М, 2023. 281 с.
Тюрин Ю. Н., Макаров А. А. Анализ данных на компьютере. Изд. 3-е, перераб. и доп. / под ред. В. Э. Фигрунова. М. : ИНФРА-М, 2023. 312 с.
Мажайцев Е. А., Семенова Е. Г., Русина А. А. Исследование возможностей и путей совершенствования структуры информационно-измерительных и управляющих систем в условиях цифровой трансформации // Развитие науки и образования в условиях глобализации и цифровой трансформации : Международная научная конференция. Кыргызстан, Бишкек: Кыргызский национальный университет им. Ж. Баласагына. Библиотека журнала «Вестник КНУ». 2025. № 10. С. 165-169.
Идентификация критических состояний технологических процессов на основе методов предиктивной аналитики / С. М. Ковалёв, А. В. Суханов, И. А. Ольгейзер, К. И. Корниенко // Автоматика и телемеханика. 2023. № 4. С. 115-130.
Нерославский И. М. Risk Prioritizing Method at the Stage of Qualitative Risk Analysis in the Process of Project Implementation // International Journal of Accounting, Finance and Risk Management. 2023. Vol. 8. No. 2. P. 45-52.
Xiao L., Huang G., Zhang G. An intuitionistic fuzzy cloud model-based risk assessment method of failure modes considering hybrid weight information // Journal of Intelligent & Fuzzy Systems. 2022. Vol. 42. No. 6. P. 5237-5263.
Хацкевич В. Л., Махинова О. А. Числовые характеристики случайных процессов с нечеткими состояниями // Искусственный интеллект и принятие решений. 2023. № 1. С. 32-41.
Пономарев А. В. Риск-устойчивость центров мониторинга информационной безопасности и ее моделирование // Инженерный вестник Дона. 2024. № 11. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n11y2024/9646.
Liang Cao, Deyin Yao, Hongyi Li, Wei Meng, Renquial Lu. Fuzzy-based dynamic event triggering formation control for nonstrict-feedback nonlinear MASs // Fuzzy sets and systems. V. 452. Cjan. 2023. P. 1-22.
Ильюшин Е. А., Намиот Д. Е., Чижов И. В. Атаки на системы машинного обучения - общие проблемы и методы // International Journal of Open Information Technologies. 2022. Vol. 10. No. 3. P. 17-21.
Русина А. А. Прогнозирование рисков внедрения электронного контента в информационное обеспечение беспилотных авиационных систем // Инженерный вестник Дона. 2025. № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/ archive/n1y2025/9801.
Броневич А. Г., Лепский А. Е. Нечеткие модели анализа данных и принятия решений. М. : Изд. дом Высшей школы экономики, 2022. 264 с.
Басков О. В., Ногин В. Д. Нечеткие множества второго порядка и их применение в принятии решений. Общие понятия // Искусственный интеллект и принятие решений. 2023. № 1. С. 3-14.
Çetinkaya Z., Horasan F. Decision Trees in Large Data Sets // International Journal of Engineering Research and Development. 2021. V. 13. No. 1. P. 140-151.
Развитие метода многопараметрической линейной регрессии для анализа трассерных исследований / Р. Р. Фахреева, Ю. А. Питюк, Г. Ф. Асалхузина, А. Я. Давлетбаев, В. П. Мирошниченко, Г. П. Гусев // Вестник Башкирского университета. 2021. С. 554-558.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Е А Мажайцев, Е Г Семенова

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.