Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Инженерные технологии и системы
Статья научная
Introduction. The problem of mathematical modeling in innovative technologies is the lack of a developed general model of innovation processes. The existing approaches allow simulating innovations from any one part: political, economic (in various aspects) or describe the general structure of innovative activity. For example, innovations can be estimated such indicator as sales volume of an innovative product. However, it does not mean that there are no other indicators or they are not important. Materials and Methods. The models by L. Leydesdorf and S. Kauffman, including NK model originally used for the analysis of development of biological populations, were chosen for research of the model choice problems of the innovative integrated structure between university, the enterprise and research laboratory. Results. Modeling the innovative integrated structure between participants of process is carried out based on expert assessment of the innovative landscape for a case of the maximum interdependence. Conclusions. A brief description of modeling methods in innovative technologies is presented in this article. The general description of the problem sphere is given. The current state of researches of this problem is specified. The imitation of innovative networks development options based on the NK model at the independent strategy of participants is constructed. The case of the maximum complexity of network when all participants of an innovation are interconnected and also local and global optimum in a landscape of projects payback is considered.
Бесплатно
Статья научная
Introduction. The task of building a management system is to help the manager in the process of making decisions. This provides for the establishment of goals and focuses on the construction of an integrated system unlike the construction of separated subsystems. The system requirements are determined by the reduction of data and knowledge on the phenomena and process, occurring during the operation of the facility management object. Materials and Methods. The approach, used in this paper, is determined by the structure of the management systems, what is necessary to identify the main activities of the control object. The complex of functions is implemented and followed by determination of functional subsystems, which are necessary for the computerization of the control object. It should be noted that the proposed approach is a model and is suitable for developing the functional structure of only complexity. Results. As a result, a unified service system of the enterprise appears. This system includes structural units responsible for the procurement and delivery of material resources, storage and movement of material flow as a part of the technological process, and the sale of finished products. These measures together can increase the efficiency of the enterprise and give its development dynamism in a difficult situation of market competition. Discussion and Conclusion. The task of building a management system is to help the manager in the process of making decisions. This provides for the establishment of goals and focus on the construction of an integrated system unlike the construction of separated subsystems. The system requirements are determined by the reduction of data and knowledge on the phenomena and process, occurring during the operation of the facility management object.
Бесплатно
Interdisciplinary modelling of robots using CAD/CAE technology
Статья научная
Introduction. The paper describes an interdisciplinary approach that integrates physical and virtual (3D) modelling methods and tools in a high industrial undergraduate engineering school research environment and in an industrial design. The CAD/CAE procedures were connected directly with physical modelling for robotic systems of various types: mobile robots, manipulators etc. Thus, the design problems for the robot are solved in the both environments: physical and virtual. Materials and Methods. The approach includes three separate parts: 1) SolidWorks; 2) Ar-duino, Fischertechnik and RoboRobo sets; 3) MS Visual Studio C++, COM technology SolidWorks and a POSIEX socket API (Application Program Interface). API and COM are used as the integration tools for physical and virtual parts. Corresponding Add-In or Stand-Alone applications extract the model features used for determining the necessary kinematic and dynamic parameters for robotics control. Robot webcams, sensors and feedback allow to establish a bidirectional connection between the behaviours of the 3D (virtual) and the physical models. Results. The developed virtual (3D), physics models and software for the robots represent the integrated framework used in industrial design and research process. This interdisciplinary approach is realized as project-based learning in the educational and research process and in the industrial design practice. Conclusions. The modern industry design is the interdisciplinary field with high level of integration between the disciplines. This research demonstrated that the developed integrated framework is effective for both industry design practice and engineering research.
Бесплатно
Статья научная
Introduction. The classical topology optimization leads to a prediction of the structural type and overall layout, and gives a rough description of the shape of the outer as well as inner boundaries of the structure. However, the probabilistic topology optimization (or reliability-based topology optimization) model leads to several reliability-based topologies with high performance levels. The objective of this work is to provide an efficient tool to integrate the reliability-based topology optimization model into free vibrated structure. Materials and Methods. The developed tool is called inverse optimum safety method. When dealing with modal analysis, the choice of optimization domain is highly important in order to be able to eliminate material taking account of the constraints of fabrication and without affecting the structure function. This way the randomness can be applied on certain boundary parameters. Results. Numerical applications on free vibrated structures are presented to show the efficiency of the developed strategy. When considering a required reliability level, the resulting topology represents a different topology relative to the deterministic resulting one. Discussion and Conclusion. In addition to its simplified implementation, the developed inverse optimum safety factor strategy can be considered as a generative tool to provide the designer with several solutions for free vibrated structures with different performance levels.
Бесплатно
Structuring of logistics management organizational-technological system
Статья научная
Introduction. The task of the synthesis of the rational structure of logistics management, organizational and technical systems, belongs to the class of poorly formalized. The solution of such task is dependent on specific statement structuring, subject area, and applied formalized, heuristic or intellectual procedures. Materials and Methods. The task of structuring is to develop a mathematical model, methods selection and rational analysis algorithms and synthesis of the structure of the logistics and organizational technological system based on the principles of decomposition and aggregation, identification, optimization and coordination of the rational decision to achieve the overall effect of systems, the excess amount of effects, receipts from each component to the logistics systems separately. Results. This paper presents the structuring of logistics management organizational-technological system. The tasks of constructing an integrated structure of the organizations functional technological management system belongs to class of nonlinear stochastic programming. Conclusions. The solution allow to achieve the overall effect of systems, the excess amount of effects, receipts from each component to the logistics systems separately.
Бесплатно
Статья научная
Introduction. The classical topology optimization leads to structural type and general layout prediction and gives a rough description of the shape of both the external and internal structure boundaries. However, Reliability-Based Topology Optimization (RBTO) model produces multiple reliability-based topologies with high levels of performance. The aim of this work is to study the effect of reliability changes on the obtained topologies. Materials and Methods. The developed Gradient-Based Method (GBM) has been used efficiently as a general method for several applications (statics and dynamics). When considering several reliability levels, several topologies can be obtained. In order to compare the resulting topologies, a shape optimization is considered as a detailed design aspect. Results. Numerical applications are carried out on an MBB (Messerschmitt-Bolkow-Blohm) beam subjected to a distributed load. The DTO model is carried out without consideration of reliability concept. However, for the RBTO model, an interval of reliability is considered that produces several topologies. Here, the randomness is applied on geometry and material parameters. The application of the shape optimization algorithm leads to reduced structural volumes when increasing the reliability levels. Discussion and Conclusion. In addition to its simplified implementation, the developed GBM strategy can be considered as a generative tool to provide the designer with several solutions. The shape optimization is considered as a numerical validation of the importance of the different resulting RBTO layouts.
Бесплатно
Автоматизация получения параметров детали для задач конструкторско-технологической параметризации
Статья научная
Введение. Автоматизация получения конструкторских параметров обрабатываемой детали является одним из этапов интеграции конструкторских систем автоматизированного проектирования с системами технологической подготовки производства. Целью данной работы является получение параметров детали, значения которых могут использоваться в составе информационных связей, реализуемых с применением технологической параметризации. Материалы и методы. Работа является развитием концепции сквозной конструк-торско-технологической параметризации применительно к автоматизированному программированию станков с числовым программным управлением. В основе теоретических исследований лежат формальная теория представления и обработки данных, теория множеств, теория иерархических многоуровневых систем. Программная реализация выполнена в среде Visual Studio C++ с использованием интерфейсов прикладного программирования KOMTJAC-3D и геометрического ядра C3D. Результаты исследования. Разработан способ получения исходных параметров обрабатываемой детали при передаче информации из конструкторских систем автоматизированного проектирования в системы технологической подготовки производства. Приведена логическая структура данных в реляционной форме, которая позволяет исключить избыточность и обеспечить непротиворечивость представления параметров детали с учетом приоритетов источников данных, связанных с конструкторской 3D-моделью. Способ программного реализован в составе коммерческой системы автоматизированного программирования станков с числовым программным управлением для платформы КOMПАC-3D. Исходные параметры (метаданные, свойства материала, параметры аннотаций, параметрические переменные) извлекаются из 3D-модели с использованием прикладного программного интерфейса. Для получения свойств материала реализована интеграция со справочником материалов системы КOMПАC-3D. Обсуждение и заключение. Автоматизация подготовки исходной информации о детали является первым этапом в реализации сквозной параметризации в задачах конструкторского и технологического проектирования. Благодаря конструкторско-технологической параметризации и ассоциативности траекторий обработки можно построить сквозное проектное решение, когда изменения, внесенные конструктором в деталь, будут автоматически передаваться в технологическую модель и далее через постпроцессор в управляющую программу для станка с числовым программным управлением. Сквозную параметризацию наиболее эффективно использовать для деталей, имеющих несколько размерных модификаций. Дальнейшее развитие конструкторско-технологической параметризации в составе интегрированной системы автоматизированного программирования станков с программным управлением планируется направить на решение задач автоматического подбора режущих инструментов и приспособлений на основе алгоритмов, реализуемых пользователями посредством параметрических информационных связей.
Бесплатно
Анализ угроз информационной безопасности протоколов и систем управления освещением
Статья научная
Введение. В статье рассматриваются возможные угрозы в сфере информационной безопасности при использовании PLC-технологий (power line communications). Подобные технические решения дают возможность управления и обратной связи с управляемыми устройствами, однако данные технологии не соответствуют необходимому уровню информационной безопасности. В статье предлагаются пути решения данной проблемы. Материалы и методы. Рассмотрены объекты и методы исследования; указаны проводимые исследования и список решаемых задач, проведен анализ угроз информационной безопасности. Результаты исследования. Приводится общая модель информационной системы, а также модель угроз для системы управления освещением по протоколу Dali. Обсуждение и заключения. Были сделаны выводы по уязвимостям рассмотренных примеров. Даны общие рекомендации о необходимых действиях по увеличению уровня безопасности в сегменте протоколов управления освещением. Был составлен список минимальных объемов мероприятий по обеспечению безопасного функционирования систем освещения: идентификация и аутентификация субъектов доступа и объектов доступа; управление доступом субъектов доступа к объектам доступа; ограничение программной среды; защита машинных носителей информации; регистрация событий безопасности; антивирусная защита; обнаружение вторжений и др.
Бесплатно
Асимптотическая устойчивость однородных сингулярных систем
Статья научная
Введение. В статье исследуются сингулярно возмущенные системы обыкновенных дифференциальных уравнений с однородной правой частью рациональной степени. Предметом исследования является асимптотическая устойчивость нулевого решения указанных систем при достаточно малых значениях параметра. Материалы и методы. В качестве основного приема исследования применяется декомпозиция возмущенной системы на редуцированную и пограничную системы меньшей размерности. Для анализа устойчивости используются теоремы В. И. Зубова об устойчивости однородных систем, относящиеся ко второму методу Ляпунова. Результаты исследования. В ходе работы получены условия, при выполнении которых асимптотическая устойчивость нулевого решения сингулярно возмущенной системы является следствием аналогичного свойства редуцированной и пограничной систем. Данный вывод справедлив при достаточно малых значениях возмущающего параметра. Для проверки условия теоремы требуется построение однородных функций Ляпунова. Обсуждение и заключения. В статье приведен числовой пример, показьшающий, что класс систем, удовлетворяющих полученной теореме, не является пустым. Получена оценка верхней границы изменения малого параметра, в рамках которой нулевое решение будет гарантированно асимптотически устойчиво.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Целью работы является снижение требований к разрядности и производительности процессоров доверенной вычислительной среды при оценке энтропии длинных кодов с зависимыми разрядами. Материалы и методы. Используются процедуры тестирования, рекомендованные национальными стандартами России. Используется переход от анализа обычных длинных кодов к расстояниям Хэмминга между случайными кодами «Чужой» и кодом образа «Свой». Результаты исследования. Показано, что переход к представлению данных нормальным законом распределения в пространстве расстояний Хэмминга делает связь между математическим ожиданием и энтропией практически линейной. Построены низкоразрядные таблицы, связьшающие первые статистические моменты распределения расстояний Хэмминга с энтропией длинных кодов. При вычислениях показатель коррелированности разрядов исследуемых кодов может изменяться в широких пределах. Обсуждение и заключение. Вычисление математического ожидания и стандартного отклонения легковыполнимы на малоразрядных микроконтроллерах с низким потреблением. Пользуясь синтезированными таблицами, от младших статистических моментов расстояний Хэмминга удается легко переходить к энтропии длинных кодов. Задача вычисления энтропии многократно ускоряется в сравнении с процедурами Шеннона и становится реализуемой на дешевых малоразрядных процессорах.
Бесплатно
Динамика целевых индикаторов результативности научной деятельности членов диссертационных советов
Статья научная
Введение. Сеть диссертационных советов, представляя собой социальную систему в сфере развития науки и образования, требует разработки и совершенствования методов получения, обработки и анализа информации. В статье представлен анализ поэтапного достижении целевых индикаторов результативности научной деятельности членов диссертационных советов и организаций, на базе которых действуют диссертационные советы. Материалы и методы. Повышение качества работы системы государственной аттестации потребовало привлечения математического аппарата и программных средств для автоматизации обработки данных и формирования управленческих решений по оптимизации сети диссертационных советов. Показатели для анализа результативности были получены в ходе мониторинга деятельности сети диссертационных советов в 2015-2016 гг. Целевые индикаторы результативности государственной системы научной аттестации были определены на основании решения Высшей аттестационной комиссии при Минобрнауки России от 03.06.2015 г. Результаты исследования. Для выработки управленческих решений по оптимизации сети диссертационных советов было проведено сравнение фактически достигнутых результатов и плановых целевых индикаторов. При этом массив обрабатываемых данных составил > 60 тыс. членов диссертационных советов, а число показателей для каждого из них, включая перечень публикаций за 5 лет, достигло 100 единиц. Анализ показал рост степени соответствия результативности научной деятельности критериальным значениям: данный показатель возрос в 2016 г. по сравнению с 2015 г. для организаций с 86,7 % до 88,3 %, а для членов диссертационных советов - с 66,2 % до 77,1 % соответственно. Проведенные мониторинги оценки качества деятельности сети диссертационных советов в 20152016 гг. позволили сформировать рейтинги диссертационных советов по 52 группам научных специальностей, где в качестве критерия выступала степень соответствия диссертационного совета в целом критериальным требованиям, предъявляемым ВАК к индикаторам результативности научной деятельности организаций, на базе которых действуют диссертационные советы, и членов диссертационных советов. Обсуждение и заключения. Анализ результативности деятельности диссертационных советов показал положительную динамику в движении данного показателя к значениям целевых индикаторов, представленных в Дорожной карте. Полученная информация послужит научной основой для выработки управленческих решений по оптимизации сети диссертационных советов.
Бесплатно
Исследование информативности признаков при распознавании состояний рельсовых линий
Статья научная
Введение. Многомерность пространства состояний рельсовых линий, близость границ классов из-за воздействия внешних возмущений существенно усложняют задачу распознавания и классификации данных состояний, вследствие чего ее возможно решить только с использованием множества информативных признаков. Вместе с тем расширение априорного алфавита признаков приводит к существенному увеличению экономических потерь для создания сложной системы распознавания, появлению ошибок измерения множества признаков, увеличению времени обработки информации, что отрицательно отражается на распознавании в реальном времени. В работе рассмотрена задача уменьшения размерности пространства признаков распознающей системы состояний рельсовых линий и формирования рабочего множества признаков с определением наиболее информативных сочетаний. Материалы и методы. Оценка информативности признаков осуществлялась методом корреляционных коэффициентов, а также с помощью обученного классификатора с решающей функцией, аргументами которой являлись входные и выходные электрические параметры четырехполюсника рельсовой линии. В качестве решающей функции был использован полином Колмогорова-Габора второй степени сложности, обученный решением несовместной системы уравнений. Математические и технические расчеты проводились в программе Mathcad. Результаты исследования. Наиболее информативными первичными признаками для надежной классификации состояний рельсовых линий являются входные и выходные параметры четырехполюсника рельсовой линии. При использовании данных признаков все классы надежно распознаются, а функции качества распознавания превышают 1,2. Обсуждение и заключения. Результаты, полученные в ходе исследования, подтверждают возможности подходов при формировании рабочего множества признаков и могут быть использованы при разработке обучаемых классификаторов состояний. Сочетание двух методов позволяет синтезировать сложные, многоуровневые системы распознавания, что является основным вкладом данной работы в развитие принципов распознавания образов.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Математическое моделирование позволяет, минуя дорогостоящие и длительные эксперименты, назначить оптимальные параметры процесса компрессионного формования пластин и рассчитать размеры пресс-формы, обеспечивающие требуемую точность отпресcовки. Недостатками известных моделей являются допущения об изотермичности процесса, независимости теплофизических коэффициентов от температуры. В моделях не учтена зависимость давления в полости пресс-формы от истечения избытка расплава, не поставлена задача расчета размеров формующей полости при заданных размерах пластины. Известные модели не дают полного описания всех стадий процесса. Целью настоящего исследования является разработка математической модели компрессионного формования пластин из гранулята высоко-наполненных термопластичных композитов, не содержащей указанных недостатков. Материалы и методы. В статье на основе анализа особенностей процесса компрессионного формования пластин из гранулята термопластичных полимерных композитов предлагается нестационарная математическая модель, учитывающая изменение физических состояний и зависимость теплофизических характеристик композитов от температуры. Данная модель базируется на известных уравнениях теплофизики и механики сплошной среды. Результаты исследования. Для трех стадий процесса определены начальные и граничные условия, реологические уравнения, системы уравнений материального, теплового и силового баланса, определены задачи расчета. В связи с тем, что полученная система уравнений не имеет аналитического решения, была разработана программа итерационного численного расчета. Сходимость с коэффициентом корреляции 0,976 экспериментальных и теоретических результатов подтверждает адекватность разработанной математической модели и программы расчета. Обсуждение и заключения. Разработанная математическая модель и программа расчета позволяют исходя из конструкции пресс-формы, требуемых геометрических размеров пластины, температурных функций реологических и теплофизических характеристик композиции рассчитать размеры формующей полости, массу исходного гранулята, технологические потери, а также временные функции давления и температуры, усилие прессования и длительность процесса по стадиям. Это позволяет снизить финансовые и временные затраты при производстве новых изделий и при анализе причин брака на существующем производстве.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Под геодеформационными процессами в рамках данной статьи понимаются процессы, связанные с деформациями, возникающими при движениях отдельных слоев и блоков литосферы на различных глубинах, в том числе и на поверхности Земли. Задача заключается в необходимости реконструкции полей геодинамических напряжений, являющихся причиной возникновения современных движений и деформаций в литосфере. В статье рассматриваются математическая модель и программные средства оценки напряженно-деформированного состояния литосферы Земли. Материалы и методы. При математическом моделировании напряжений в представленном исследовании использовались данные аномального гравитационного поля в изостатической редукции. При построении математической модели оценки напряженно-деформированного состояния литосферы Земли использовались методы механики сплошных сред и методы теории дифференциальных уравнений. При обработке входных, промежуточных и выходных данных применялись численный метод спектрального анализа на основе дискретного преобразования Фурье, методы построения сеточных функций и метод спектрально-временного анализа данных. При построении математической модели напряженно-деформированного состояния литосферы в глобальном масштабе контроль правильности расчета напряжений осуществлялся согласно данным о скоростях движений на поверхности земной коры, известным по результатам спутниковых измерений, которые применяются для навигации и точного измерения геодезических координат различных объектов. Данные о скоростях горизонтальных и вертикальных движений на поверхности земной коры были подвергнуты обработке с целью получения распределения значений скоростей этих движений по равномерной сетке как в долготном, так и в широтном направлениях. Процедура обработки выполнялась на основании метода Крайгинга. Программные продукты, реализующие математические модели, разработаны в среде программирования Borland Delphi 7.0. Построение карт эквипотенциального распределения сдвиговых упругих деформаций в литосфере осуществлялось с помощью программного продукта Surfer. Результаты исследования. На основании данных об аномальном гравитационном поле в изостатической редукции и информации о распределении скоростей горизонтальных движений на поверхности земной коры строилась математическая модель напряженно-деформированного состояния литосферы Земли. С помощью полученной математической модели и комплекса программ, реализующих математическую модель, произведен расчет напряженно-деформированного состояния литосферы Земли на различных глубинных уровнях по упругой и упруго-вязким моделям. Кроме того, построены карты эквипотенциального распределения сдвиговых упруго-вязких деформаций в литосфере на глубине 10 км. Обсуждение и заключение. Представленная математическая модель и комплекс программ, реализующих ее, позволяют воплотить восстановление полей как упругих, так и упруго-вязких деформаций, что является основополагающим фактором при вьтолнении численных оценок упруго-вязких сдвиговых напряжений на любых глубинных уровнях литосферы Земли.
Бесплатно
Математическое моделирование основных классов стохастических продуктивных систем
Статья научная
Введение. В статье рассматриваются математические модели двух основных классов процессов в стохастических продуктивных системах. Для многостадийной системы определены условия принадлежности классу «точно в срок» или классу с бесконечным носителем функции распределения времени выполнения продуктивных операций. Материалы и методы. Описания и исследования моделей осуществляются траекторными (мартингальными) методами. Для систем «точно в срок» и многостадийных стохастических продуктивных систем используются термины и методы процессов случайного блуждания в случайной среде и процессов размножения и гибели. Результаты сформулированы в описаниях характеристик интенсивностей компенсаторов точечных считающих процессов. Результаты исследования. Приведены и доказаны две теоремы, обосновьшающие предложенную классификацию математических моделей продуктивных систем. Даны критерии принадлежности стохастической продуктивной системы классу «точно в срок». Доказана теорема о несовместности групп систем «точно в срок» и систем с бесконечным носителем распределения времени выполнения операций. Обсуждение и заключение. Полученные результаты показывают целесообразность анализа стохастических продуктивных систем мартингальными методами. Описания в терминах интенсивностей компенсаторов продуктивных процессов допускают обобщения.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Для контроля эффективности образовательной деятельности вузов проводится ежегодный мониторинг. Министерством образования и науки Российской Федерации были установлены порядок проведения данного мониторинга и 8 пороговых значений показателей эффективности. Если более 4 показателей окажутся ниже данных значений, вуз лишается права на осуществление образовательной деятельности или реформируется. В настоящее время отсутствует специализированное программное обеспечение для осуществления оперативного управления показателями эффективности. Целью исследования является разработка математических моделей, методов и программ для моделирования и прогнозирования показателей эффективности образовательной деятельности вуза. Материалы и методы. Разработан комплекс математических моделей, состоящий из модели системной динамики и регрессионной модели. В качестве моделируемых переменных использовались базовые показатели эффективности: образовательная деятельность вуза, научно-исследовательская деятельность, международная деятельность, финансово-экономическая деятельность, заработная плата профессорско-преподавательского состава, трудоустройство выпускников, контингент студентов, дополнительные показатели образовательных организаций. Выполнена проверка адекватности разработанных математических моделей с помощью фактических значений показателей эффективности. Приведено описание численного метода решения системы дифференциальных уравнений с помощь «ручного» интегрирования с применением рекуррентной трехшаговой процедуры с интуитивным выбором шага. Данный метод основан на методе Рун-ге-Кутты 4-го порядка точности. Результаты исследования. Показан пример расчета прогнозных значений показателей эффективности Балаковского филиала ФГБОУ ВО «РАНХиГС» на временном интервале [0; 3] года с использованием разработанного математического обеспечения. Описана процедура вычисления квадратичного критерия, применяемого для оперативного управления показателями эффективности. Величина данного критерия определяется с помощью метода Симпсона и искусственной реккурент-ной нейронной сети Элмана, что позволяет повысить точность вычислений. Приведена структурная схема взаимодействия пользователей с программным модулем в процессе мониторинга. Обсуждение и заключения. Разработанное математическое и программное обеспечение может использоваться для прогнозирования показателей эффективности образовательной деятельности вуза при осуществлении мониторинга, что существенно снижает вероятность возникновения критических ситуаций. Оперативное управление показателями эффективности проводится с помощью варьирования значений квадратичного критерия.
Бесплатно
Нейронные сети в задачах расчета цен опционов фондовых рынков
Статья научная
Введение. Использование нейронных сетей для нелинейных моделей помогает понять, в какой степени проявляются недостатки линейной модели, вызванные их спецификацией. Цель исследования - раскрыть содержание понятия «расчет цен опциона с использованием аппарата нейронных сетей». Материалы и методы. В работе были использованы 2 вида переменных: эндогенные (входящие в модель нейронных сетей) и действующие на модель (постоянные возмущения). Результаты исследований. С помощью полученной 33-14-1 нейронной сети с прямыми связями были получены 2 совокупности прогнозов; разработаны критерии оптимальности стратегий в задачах расчета цен опционов фондовых рынков. Обсуждение и заключения. Получены 2 вида нейронных сетей, каждая из которых дает собственные положительные результаты, превышающие показатели регрессионного анализа. Также было выявлено, что адаптивная сеть лучше оценивает будущие доходы, чем простая нейронная сеть.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Целью работы является многократное ускорение решения обратной задачи нейросетевой биометрии на обычном настольном компьютере. Материалы и методы. Для ускорения вычислений искусственная нейронная сеть вводится в динамический режим «дрожания» состояний всех ее 256 выходных разрядов. При этом слишком большое число выходных состояний нейронной сети логарифмически свертывается путем перехода в пространство расстояний Хэмминга между кодом образа «Свой» и кодами образов «Чужой». Из базы образов «Чужой» выбирается 2,5 % наиболее похожих образов. В следующем поколении осуществляют восстановление 97,5 % отброшенных образов процедурами ГОСТ Р 52633.22010 путем скрещивания образов-родителей и получения от них образов-потомков. Результаты исследования. За время порядка 10 мин удается осуществить 60 поколений направленого поиска решения обратной задачи, что дает возможность обращения матриц нейросетевых функционалов размерности 416 входов на 256 выходов с восстановлением до 97 % информации о неизвестных биометрических параметрах образа «Свой». Обсуждение и заключения. Поддержка в течение 10 мин машинного времени 256-ку-битной квантовой суперпозиции позволяет на обычном компьютере обойти актуальную бесконечность анализируемых состояний в 5050 (50 в степени 50) раз больше, чем мог бы сделать этот же компьютер, реализуя обычные вычисления. Увеличение длины поддерживаемой квантовой суперпозиции на 40 кубит эквивалентно увеличению тактовой частоты процессора приблизительно в 1 млрд раз. Именно по этой причине увеличение количества поддерживаемых кубит программным эмулятором квантовой суперпозиции более выгодно, чем создание более мощного процессора.
Бесплатно
Некоторые аспекты информатизации управления производственной системой на базе матричной модели
Статья научная
Введение. В статье рассматривается задача формирования и информационного обеспечения деятельности систем управления производственной системой хозяйствующих субъектов. Существующие реалии развития российской экономической системы повышают требования к эффективности их основной деятельности. Обеспечение устойчивости интегративной модели жизненного цикла хозяйствующего субъекта требует осуществлять поиск решения на базе новых технологий в организации и информатизации функционирования систем управления. Результаты исследования. На основе проведенного анализа значимости для устойчивого положения хозяйствующего субъекта составляющих его жизненного цикла делаются выводы о применимости матричной модели к формированию системы управления производственной системой. Существующие противоречия в применении такой модели управления предлагается решать за счет разделения информационного базиса на состояние продукта и состояние процесса, что способствует лучшей организованности распределения ответственности между центрами прибыли и центрами затрат. На основе сделанных предложений по информатизации управления даются рекомендации по оценке эффективности центров прибыли и центров затрат. В качестве показателя эффективности центров прибыли предлагается использовать отношение выручки-нетто от реализации продукции к текущей стоимости плановых издержек ее производства. Для оценки эффективности центров затрат задействуется показатель, подобный рентабельности основных средств с учетом стоимости ресурсов, привлеченных каждым центром затрат отдельно. Обсуждение и заключения. В данном разделе анализируется взаимосвязь целей управления производственной системой с ролью центров прибыли и центров затрат; предлагаются основы формирования модели информационного обеспечения управления производственной системой, способствующие повышению качества управленческих решений при реализации конкурентных преимуществ хозяйствующего субъекта.
Бесплатно
Параметрическая идентификация моделей с заданными качественными характеристиками
Статья научная
Введение. По результатам решения задачи параметрической идентификации должна быть определена модель, которая в рамках выбранной структуры обеспечивает наилучшее воспроизведение экспериментальных данных. Понятие «наилучшее» не является жестко структурированным, поэтому процедура выявления такой модели подчиняется естественной логике и включает этапы формирования информационной базы исследования, определения множества приемлемых моделей и последующего выбора лучшей из них. Если это множество окажется большим, то процедура определения оптимальной модели может оказаться трудоемкой. В этой связи особую значимость приобретает разработка методов параметрической идентификации, в рамках которых уже на стадии формирования множества приемлемых моделей предоставляется возможность учета интересующих исследователя качественных аспектов идентифицируемой зависимости. Материалы и методы. Совокупность приемлемых методов в задачах параметрической идентификации во многом зависит от типа неопределенности экспериментальных данных. Так, например, вероятностно-статистические методы целесообразно использовать, если наблюдаемые факторы являются случайными и подчиняются какому-либо закону распределения вероятностей. Если же условия применения таких методов не выполняются, то полезным может оказаться представленный в работе подход, основанный на выявлении границ области расположения параметров модели, обеспечивающих достижение заданных уровней качественных характеристик. Результаты исследования. Формализована процедура параметрической идентификации моделей, основанная на использовании предельно допустимых оценок параметров, позволяющая определять множество их значений, гарантирующих достижение требуемого качественного уровня описания экспериментальных данных, в том числе с позиций анализа влияния изменений требований к точности их воспроизведения. Представлена апробация разработанного метода на примере построения однофакторной модели химической кинетики. Обсуждение и заключение. Показано, что полученное значение константы скорости химической реакции в соответствии с введенными критериями обеспечивает приемлемую точность, адекватность и устойчивость идентифицированной кинетической модели. При этом по результатам расчетов была выявлена информация, которая может составить основу для планирования экспериментов, проводимых в целях повышения точности воспроизведения экспериментальных данных.
Бесплатно
