Статьи журнала - Инженерные технологии и системы
Все статьи: 2056
Прогнозирование динамики системы
Статья научная
При компьютерном моделировании динамики управляемых систем чрезвычайно важным является вопрос о том, как исследовать поведение системы при различных начальных данных. Нами рассмотрен метод вычисления некоторого фиксированного набора решений, из которого в дальнейшем можно сделать выводы о поведении целого множества решений, масса начальных данных которых представляет компактное множество.
Бесплатно
Прогнозная оценка численности докторов и кандидатов наук в России
Статья научная
Введение. Кадры высшей научной квалификации являются основой в кадровом обеспечении для конкурентоспособного развития всех отраслей национальной экономики Российской Федерации. В то же время в стране отсутствует достоверная статистическая информация как об общем числе кандидатов и докторов наук, так и об их возрастной структуре. В научных публикациях не представлены подходы к построению оценок численности лиц с учеными степенями. Материалы и методы. В статье предлагается модель для повозрастного расчета количества кандидатов и докторов наук на основе ежегодных статистических данных о числе защит кандидатских и докторских диссертаций и коэффициентов дожития. Так как детализированные данные представлены только для периода с 2008 года, а агрегированные данные известны не для всех лет, то для восстановления отсутствующих данных предложены соответствующие методы интерполяции. По предложенным моделям выполнены расчеты оценок численности кандидатов и докторов наук, построены аппроксимирующие функции. Результаты расчетов были верифицированы на основе данных статистики о количестве исследователей со степенью кандидата и доктора наук в разных секторах экономики и количестве кандидатов и докторов наук в числе профессорско-преподавательского состава вузов. Результаты исследования. Результатами исследования стали 6 моделей для повозрастного расчета количества кандидатов и докторов наук, аппроксимирующая функция мультипликативного коэффициента дожития для лиц с учеными степенями, аппроксимирующие функции долевого распределения возрастов защитившихся кандидатов и докторов наук, аппроксимирующие функции повозрастного и кумулятивного распределения количества кандидатов и докторов наук, а также количественные оценки численности кандидатов и докторов наук на 2019 год. Обсуждение и заключение. Предложенные модели показали свою адекватность. Были получены оценки численности кандидатов наук в возрастных категориях 20-80 лет - 468 тыс. человек; докторов наук в возрастных категориях 30-90 лет -72 тыс. человек. Построенные аппроксимирующие функции позволяют получить число кандидатов и докторов наук в любом возрастном диапазоне. Поскольку система кадров высшей научной квалификации достаточно инертная, то полученная возрастная структура кадров высшей научной квалификации сохранит свой характер еще на протяжении как минимум 10 лет. Полученные оценки численности лиц с учеными степенями позволяют охарактеризовать кадровый потенциал для принятия решений в сфере управления высокотехнологичными секторами экономики. Построенные модели могут быть использованы для решения задач прогнозирования в сфере развития наукоемких технологий и в сфере высшего образования для подготовки высококвалифицированных кадров и пополнения научного сообщества.
Бесплатно
Статья научная
В работе получен положительный ответ на указанный выше открытый вопрос о картановских объектах в категории алгебр Мэя. Получено новое доказательство формулы Картана для операций Стинрода в гомологиях произвольных Еоо-алгебр.
Бесплатно
Продуктивность и содержание кадмия в растениях яровой пшеницы в зависимости от применения циркона
Статья
Бесплатно
Проективно-евклидова связность в изображении горизонтальных плоскостей
Статья научная
В статье продолжается обсуждение общей теории перспективы Б. В. Раушенбаха. Показано, что проективно-евклидовы связности (сохраняющие геодезические) в изображениях горизонтальных плоскостей как при классическом центральном проектировании на картинную плоскость, так и при проектировании на сферу с последующей разверсткой в квадрат, не являются даже эквиаффинными. Рассмотрены возникающие при этом билинейные формы и линейные операторы в изображении.
Бесплатно
Проектирование квадрокоптера на базе интегрированной модельной среды
Статья научная
Введение. В статье представлен междисциплинарный подход к проектированию летающего робота (квадрокоптера), основанный на использовании интегрированной модельной среды. Процесс проектирования реализуется как создание моделей разного типа: натурной и виртуальной. Материалы и методы. Под виртуальной моделью понимается совокупность математических, алгоритмических, программных и 3D-моделей, обеспечивающих ее функционирование в виртуальной среде. Проектное решение представляет собой комплект конструкторско-технологической документации, включающей в себя интегрированную модель проектируемого объекта, компоненты которой связаны друг с другом. Натурная часть интегрированной модельной среды включает в себя следующие компоненты: несущую силовую систему; корпусные детали; электромеханические и электронные системы управления, навигации, телеметрии и сенсорики. Для несущих систем и корпусных деталей используются полиамидные бионические конструкции, приобретенные и напечатанные на 3D-принтере; базовым элементом электронной системы является полетный контроллер ArduPilot (ArduCopter). Виртуальная среда моделирования формируется на базе CAD/CAE/CAM/PDM/PLM SolidWorks (Motion, Simulation). Основными инструментами, используемыми для создания связей между моделями разного типа и уровня, являются COM-техноло-гия, API CAD/CAE/CAM/PDM/PLM-системы, MS Visual Studio C++, позволяющие разработать единый интерфейс для управления полетом и планирования траектории как в реальной, так и в виртуальной среде. Результаты исследования. Разработана интегрированная (натурная и виртуальная) модельная среда для квадрокоптера. На данной основе получено проектное решение в виде реального объекта и его виртуальной модели. Состояние и поведение этих объектов контролируется и управляется программным обеспечением, имеющим доступ как к реальному объекту, так и к его 3D-модели. Полученный результат можно рассматривать как инструмент инжиниринга для решения широкого спектра научно-технических и производственных задач: проведения дефектоскопии, диагностики аварийных ситуаций, 3D-сканирования удаленных и труднодоступных объектов. Обсуждение и заключение. В статье показана эффективность подхода к проектированию как к процессу создания междисциплинарных моделей разного типа и уровня. При этом особую значимость приобретает проблема интеграции этих моделей в единое целое за счет формирования двунаправленных ассоциативных связей. Дальнейшего развития требуют технологические (программные) средства синхронизации состояния и поведения натурной и виртуальной моделей объекта проектирования.
Бесплатно
Проектирование привода конвейера в системе Компас-3D
Статья научная
Введение. В современных условиях перед инженерами встают задачи сокращения сроков конструкторско-технологической подготовки производства с одновременным повышением качества разрабатываемой технической документации. Данные задачи могут быть решены при использовании CAD/CAE/CALS-технологий в промышленном производстве. Проектирование изделий машиностроения связано c моделированием деталей и трехмерных сборок в графических систем автоматизированного проектирования (САПР) с последующим инженерным анализом. В статье рассматривается последовательность проектирования привода конвейера с помощью прикладных библиотек КОМПАС. Материалы и методы. При помощи прикладных библиотек КОМПАС были проведены расчет и моделирование механических передач, входящих в состав привода конвейера. Также были выполнены проектный расчет и построение в КОМПАС-3D трехмерной модели привода. Результаты исследования. Была предложена последовательность проектирования привода конвейера с помощью библиотек КОМПАС-3D. Обсуждение и заключения. В результате исследования была разработана методика создания трехмерной модели привода конвейера, включающая выбор необходимых параметров для проектирования, расчет и моделирование механических передач, входящих в проектируемое изделие. Данные факторы позволят использовать возможности современных САПР при проектировании изделий соответствующего типа, что обеспечит сокращение времени на подготовку производства, а следовательно, повысит экономическую эффективность работы.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Низкое качество работы предприятий жилищно-коммунальной отрасли и услуг, предоставляемых ими, является одной из наиболее острых социальных проблем в современной России, тормозящих развитие экономики. Для предотвращения злоупотреблений в жилищно-коммунальной сфере в соответствии с Жилищным кодексом Российской Федерации собственники помещений могут избрать Совет многоквартирного дома, который осуществляет контроль за оказанием услуг и выполнением работ по управлению многоквартирным домом, а также представляет интересы жильцов. Выполнение поставленных перед Советом задач будет существенно упрощено и более эффективно при использовании современных программных систем, предназначенных для автоматизации деятельности в жилищно-коммунальной сфере. В связи с этим разработка, реализация и внедрение подобных систем является актуальной задачей. Материалы и методы. В исследовании использовались поквартирные данные из квитанций на оплату жилищно-коммунальных услуг, а также информация, предоставляемая Государственной информационной системой жилищно-коммунального хозяйства. При создании прототипа программной системы был использован комплекс технологий и инструментов, состоящий из объектно-ориентированного языка Ruby, фреймворка Ruby on Rails, реляционной системы управления базами данных PostgreSQL, шаблонизатора Slim, расширения CSS Sass. Результаты исследования. Был разработан прототип программной системы для автоматизации деятельности Совета, рассмотрена реализация дополнительных возможностей, не предусмотренных в подобных российских и зарубежных системах. Обсуждение и заключения. Практическая значимость разработанного прототипа программной системы заключается в соответствии реализованных в нем функций целям и задачам, стоящим перед Советом и его председателем согласно ЖК РФ, а также применимости к решению других проблем, возникающих в ходе деятельности Совета.
Бесплатно
Проектирование структуры технологических процессов на основе синтеза
Статья научная
Введение. Процесс автоматизации проектирования структуры технологических процессов достаточно сложен в виду множества разработанных, но слабо формализованных правил проектирования и динамичности схем их применения. Вследствие этого разработанные в настоящее время системы используют эвристические алгоритмы формирования структур. Целью работы является повышение уровня проектирования структуры технологических процессов на основе синтеза при решении задачи выбора конструкторско-технологических баз. Материалы и методы. В основе полученных научных результатов лежат фундаментальные положения теории базирования, технологии машиностроения, теории графов, теории моделей, методологии проектирования ТП механической обработки, логики предикатов и исчисления высказываний. Результаты исследования. Установлены связи между параметрами структуры технологических процессов и выбором конструкторско-технологических баз. Описана математическая постановка задачи оптимизации выбора конструкторско-технологических баз при решении задачи на графе и выбором конструкторско-технологических баз. Описана математическая постановка задачи оптимизации выбора конструкторско-технологических баз при решении задачи на графе. Обсуждение и заключения. Задачи, решенные в данной статье, позволяют сделать шаг к повышению уровня проектирования структуры технологических процессов на основе синтеза при выборе конструкторско-технологических баз. Реализация в системах автоматизированного проектирования технологических процессов описанной в статье задачи позволит повысить общий уровень автоматизации проектирования данных процессов проектирования структуры технологических процессов на основе синтеза при выборе конструкторско-технологических баз. Реализация в системах автоматизированного проектирования технологических процессов описанной в статье задачи позволит повысить общий уровень автоматизации проектирования данных процессов.
Бесплатно
Проектирование электромобиля-трайка на базе параметрических CAD/CAE-моделей
Статья научная
Введение. Национальные технологические инициативы, направленные на разработку и внедрение в инженерную практику средств High-Tech и основанные на концепции «Индустрия 4.0», требуют соответствующих технических решений для всех этапов жизненного цикла изделия от проектирования до утилизации. Реализация концепции предполагает формирование технологических групп и рынков по разным направлениям, в частности Auto.Net. При этом стадия проектирования изделия является базовой и должна быть реализована в форме, обеспечивающей весь жизненный цикл изделия на принципах этой концепции. Материалы и методы. В статье представлена методика и результаты проектирования электромобиля-трайка в среде интегрированных CAD/CAE-систем. Процесс проектирования представляет собой разработку цифровых параметрических моделей разного типа и уровня по принципу сверху-вниз и снизу-вверх. Параметрические свойства моделей обеспечивают возможности эффективной многовариантной разработки проектных решений, включая конструирование, анализ, оптимизацию. Проектные решения разработаны в среде CAD/CAE/CAM/PDM/PLM SolidWorks (Motion, Simulation). Результаты исследования. Результатами исследования являются рациональные траектории проектирования конструкций рассматриваемого класса в среде SolidWorks, а также проектное решение электромобиля-трайка в виде системы интегрированных параметрических моделей, включая 3D-модели деталей и сборок, модели теоретической механики, конечно-элементные модели для решения задач механики деформируемого твердого тела в виде линейной и нелинейной статики, линейной и нелинейной динамики. Для наглядности приводятся видеоролики, иллюстрирующие полученные результаты. Обсуждение и заключение. В исследовании представлена траектория проектирования электромобиля-трайка, основанная на корректной постановке задач проектирования и предусматривающая рациональный выбор средств, инструментов и технологий из штатного функционала SolidWorks. Траектория проектирования обеспечивает как эффективное решение задач проектирования, так и оценку адекватности полученных результатов. В части возможной перспективы этой работы следует указать решение оптимизационных задач по различным критериям эффективности проекта, разработку интегрированной (цифровой и натурной) модели электромобиля-трайка, в цифровой части отвечающей требованиям, предъявляемым к цифровым двойникам. При этом двунаправленные ассоциативные связи между виртуальной и натурной составляющими интегрированной модели позволят решить ряд дополнительных задач: контроль точности цифровых моделей, наделение цифровой модели синергетическими свойствами, планирование траектории движения и беспилотное управление на принципах IoT (интернета вещей).
Бесплатно
Проектно-операционное управление в машиностроительном производстве
Статья научная
Введение. Целью статьи является разработка основных положений проектно-операционного управления на предприятиях машиностроительного производства. Материалы и методы. Проведенный авторами обзор научных работ, посвященных проектно-операционному управлению машиностроительным производством в автоматизированном режиме, свидетельствует о сложности его внедрения из-за большого количества факторов, которые необходимо учитывать. На основании этого был разработан подход, позволяющий решить поставленную задачу посредством автоматизации процессов анализа и принятия решения при управлении производством. Результаты исследования. В данной статье установлены основные положения проектно-операционного управления, направленного на повышение производительности и снижение себестоимости выпускаемой продукции на основе моделирования состояния производственной среды. Определены требования, в соответствии с которыми разработана прогностическая модель состояния производственной системы предприятия во времени. Обсуждение и заключение. Задачи, решенные в данной статье, позволяют повысить уровень автоматизации процессов проектно-операционного управления предприятием в условиях быстросменного производства. Реализация разработанного подхода к проектно-операционному управлению предприятием позволяет упорядочить запуск изделий в производство при снижении объемов незавершенного производства и повысить производительность выпуска продукции.
Бесплатно
Проектный подход в реализации социальных программ
Статья научная
Восстановление экономического роста и выход на траекторию устойчивого развития Российской Федерации в условиях усиления процессов глобализации и увеличения рисков в экономической, правовой, политической сферах на мировом и государственном уровнях возможны за счет использования «новых факторов развития»: высокого качества профессионального образования, гибкого рынка труда, благоприятного инвестиционного климата и современных технологий. Следовательно, новый этап модернизации экономики России возможен лишь при обеспечении роста благосостояния населения страны. Однако многие федеральные программы Российской Федерации по модернизации здравоохранения и образования имели низкую социальную и экономическую эффективность. В этой связи целью данной научной статьи было проанализировать причины низкой эффективности реализации социальных программ и рассмотреть возможность применения проектного подхода в реализации социальных программ. В условиях затянувшихся кризисных явлений в мировой экономике и политике доминирующая неолиберальная парадигма экономической глобализации вошла в противоречие с основным постулатом развития человеческой цивилизации - ценности самого человека как индивида, его жизни. Закрепление гуманистических принципов в экономической науке дало импульс дальнейшему развитию концепций устойчивого развития и человеческого капитала. В рамках данного подхода в статье аргументируется необходимость выхода на новый этап модернизации здравоохранения и образования в России, как базовых условий формирования нового качества человеческого капитала, являющегося основным потенциалом устойчивого развития. В той связи наилучшим образом для решения поставленных задач приспособлен именно проектный подход в реализации социальных программ, поскольку в него заложены соответствующие инструменты прогнозирования и оценки рисков, расчета финансовых, трудовых, временных и иных ресурсных потребностей работ и фиксации при необходимости отрицательного результата. Дополнение использования проектного подхода системным позволяет своевременно ввести корректирующие действия. Реализация целевых программ на основе указанных подходов направлена на разрешение острого противоречия, сложившегося в современном российском обществе, между экономической эффективностью и социальной справедливостью в условиях ограниченных ресурсов.
Бесплатно
Статья научная
В статье автором анализируется содержание программных документов ведущих политических партий России 1999 2003 гг. в ракурсе их предпочтений в сфере государ ственного и национального строительства, а также осуществляется их сравнительный анализ. Выявляется отношение политических партий к инициативам федерального центра.
Бесплатно
Промышленность Республики Мордовия: структура, тенденции развития
Статья научная
В данной статье проведено исследование факторов, оказавших влияние на развитие Республики Мордовия, а также предопределивших направления развития промышленности региона. Проанализированы основные показатели работы промышленности республики, а также представлены вопросы, требующие решения для дальнейшего развития региона.
Бесплатно
Простейшая дифференциальная игра на плоскости с четырьмя участниками
Статья научная
Введение. В статье рассматривается простейшая дифференциальная игра с четырьмя участниками. Игроки перемещаются на плоскости и совершают простое движение. Рассматриваемая игра сводится к кооперативной дифференциальной игре. Показывается динамическая устойчивость таких принципов оптимальности, как С-ядро и вектор Шепли. Материалы и методы. Для анализа и решения кооперативной дифференциальной игры применяются стандартные процедуры кооперативной теории игр. Условно-оптимальные траектории, вдоль которых осуществляется движение игроков, находятся с использованием принципа максимума Понтрягина. При построении характеристической функции используется минимаксный подход. Результаты исследования. В явном виде выписаны оптимальные управления (стратегии) игроков, а также условно-оптимальные траектории их движения при различных способах образования коалиций. Характеристическая функция построена в соответствии с принятым принципом максимина, а в качестве решения рассматриваются С -ядро и вектор Шепли. В явном виде выписаны компоненты вектора Ше-пли, показана принадлежность вектора Шепли С -ядру, а также непустота С -ядра при движении игроков вдоль оптимальной траектории. Используя результаты статической кооперативной теории игр при исследовании дифференциальных игр, исследователи сталкиваются с проблемами, которые связаны со спецификой дифференциальных уравнений движения. В качестве первоочередной здесь выступает проблема динамической устойчивости рассматриваемых принципов оптимальности. В работе показывается динамическая устойчивость вектора Шепли и С -ядра. Обсуждение и заключение. Результаты, полученные в ходе проведенного исследования, показывают целесообразность анализа динамической устойчивости рассматриваемых принципов оптимальности.
Бесплатно
Пространственно-временные связи речных и нырковых уток Мордовии по результатам кольцевания
Статья обзорная
На основе полевых исследований и анализа базы данных Научно-информационного центра кольцевания птиц Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН рассмотрены пространственно-временные связи семи видов уток Мордовии. Установлены время и пути пролета, направления миграций, места зимовок, продолжительность жизни и скорость перемещений. Для некоторых видов выявлены случаи филопатрии, территориального консерватизма и дисперсии.
Бесплатно
