Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника @vestnik-susu-ctcr
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1079
Выбор базовых представителей направления техники нового поколения
Статья научная
Цель исследования. Процесс развития предприятия предполагает реализацию последовательности проектов, каждый из которых имеет свой жизненный цикл. Одной из главных задач менеджмента предприятия является обеспечение условий для того, чтобы каждый из проектов начал окупаться. Учитывая тот факт, что современные проекты, как правило, имеют достаточно длительный срок реализации, следует признать, что решение о реализации проекта в полном объеме будет, наверное, не самым оптимальны. Как правило, в этом случае предпочитают разбивать проект на стадии или, как это принято в промышленном строительстве, на очереди. Материалы и методы. Приведена формальная постановка задач, определяющих: минимальное число базовых представителей, минимизацию сроков подготовки производства новых видов техники и минимизацию времени производства базовых представителей новой техники. Для случаев небольшой размерности задачи предлагается точный алгоритм, основанный на полном переборе вариантов. Для случая задач большой размерности предлагается композиционный алгоритм, заключающийся в разбиении всего множества изделий на несколько подмножеств, к каждому из которых применяется точный алгоритм. Результаты. В основу рассмотренных алгоритмов положена пороговая схема решения оптимизационной задачи, когда вводится пороговое значение времени создания одного из изделий, которое будет совпадать с одной из компонент вектора, задающего нормативное время создания каждого из изделий. В этом случае также могут быть использоваться переборный и декомпозиционный алгоритмы. Отдельно рассмотрен случай решения данной задачи как задачи о частичном покрытии двудольного графа. Приведен алгоритм получения нижней оценки задачи на основе метода сетевого программирования. Заключение. Проведен анализ и разработана процедура выбора базовых изделий нового поколения техники, позволяющая в зависимости от условий, устанавливаемых лицом, принимающим решение (ЛПР), определить базовое изделие направления техники, наиболее полно соответствующее функциональным, конструктивным и технологическим признакам поколения техники.
Бесплатно
Выбор и исследование двухфакторной модели функции преобразования вихреакустических расходомеров
Статья научная
Представлена методика поиска двухфакторной математической модели функции преобразования вихреакустического расходомера по результатам специальных испытаний. В соответствии с предложенной моделью результирующий расход зависит от частоты образования вихрей за телом обтекания и температуры измеряемой среды. Выбор модели выполнен с помощью метода всех возможных регрессий, расчет коэффициентов производился по взвешенному методу наименьших квадратов. Предложен способ адаптации найденной двухфакторной функции преобразования для использования ее при серийном производстве расходомеров. Приведены результаты применения предлагаемой функции на примере данных с серийного производства вихреакустических расходомеров.
Бесплатно
Выбор методов оценки при формировании кадрового состава проектных команд
Статья научная
Введение. Важным условием успешного развития бизнеса в современных условиях является применение методологии проектного управления, использующей принципы командной работы. Несмотря на то, что подходы к оценке претендентов в проектную команду определяются в рамках определенной организации и учитывают ее специфику, вызывает затруднение однозначная количественная оценка компетентности таких специалистов. В связи с большим количеством имеющихся методов оценки возникает необходимость выбора более узкого и точного набора тестового материала, соответствующего конкретной организации и модели компетенций участника команды. Цель исследования. Целью работы является решение задачи формирования оптимального пакета тестов, удовлетворяющих условиям максимизации их качества и минимизации временных затрат. Методы. Для разработки алгоритма, оптимизирующего данный процесс, необходимо проанализировать существующие тесты и методики оценки компетентности претендентов в проектную команду и разработать алгоритм формирования оптимального пакета тестов с условием минимизации затрачиваемого на их прохождение времени и максимизации степени соответствия теста качеству. Для определения оптимального решения задачи о минимальном покрытии множества компетенций тестами с учетом минимизации времени и максимизации степени соответствия используется модифицированный метод ветвей и границ. Для решения задачи о выборе сотрудника на должность предлагается модификация метода TOPSIS. Результаты. В работе предложена многокритериальная математическая модель формирования оптимального портфеля тестов для оценивания компетенций претендентов в члены проектной команды. Заключение. Предлагаемый механизм может быть применен в деятельности любой компании, использующей методы проектного управления.
Бесплатно
Выбор модели функции преобразования вихреакустических расходомеров
Краткое сообщение
Использование алгоритмических методов коррекции погрешности предполагает знание функции преобразования расходомера. Авторами проведен выбор и исследование однофакторной модели функций преобразования вихреакустических расходомеров. Показана необходимость перехода от однофакторной функции преобразования к двухфакторной модели.
Бесплатно
Выбор оптимального режима работы светодиодных излучателей
Статья научная
В работе проведен анализ тепловых режимов светодиодных источников света, поставлена задача проектирования светодиодных источников света с оптимальными весогабаритными и ценовыми характеристиками. В статье рассмотрена методика оптимизации весогабаритных характеристик для тепловыделяющих элементов с нелинейными температурными свойствами. Данная методика применима для нахождения значения потребляемого тока светодиодным источником света с различными нелинейными характеристиками.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача выбора оптимальных режимных параметров в областях взаимного поглощения линий равного значения показателя качества изделий. Решается задача построения обобщенного показателя качества функционирования подсистемы термообработки композиционных изделий в условиях неопределенности.
Бесплатно
Выбор поворачивающих множителей в алгоритме монобитного быстрого преобразования Фурье
Краткое сообщение
Приводятся результаты исследования алгоритма монобитного быстрого преобразования Фурье. Рассматриваются варианты реализации алгоритма на основе различных наборов поворачивающих множителей. Выбор поворачивающих множителей влияет на качество результата монобитного быстрого преобразования Фурье и на ресурсы ПЛИС, необходимые для реализации алгоритма. Количественная оценка такого влияния в открытой литературе не приводится. Предметом исследования является уровень нежелательных составляющих в спектре анализируемого сигнала. Приводятся результаты расчетов числа ресурсов ПЛИС, требуемых для реализации различных вариантов алгоритма монобитного быстрого преобразования Фурье. Расчеты проведены для 1024-точечного преобразования. Результаты исследований могут быть использованы при разработке и практической реализации устройств цифровой обработки сигналов на ПЛИС, использующих алгоритм монобитного быстрого преобразования Фурье.
Бесплатно
Выбор решений при оперативном нейроуправлении процессом помола шихты в цементном производстве
Статья научная
Предлагается метод нейроуправления технологическим процессом помола шихты в цементном производстве с целью повышения его энергоэффективности. Необходимость применения нейроуправления вызвано тем, что качество помола и потребление ресурсов зависит от многих факторов, которые представляют большие трудности их измерения и прогнозирования показателей эффективностей. Достоверное измерение влияющих факторов необходимо для решения задачи определения наилучшего сочетания объема шаровой нагрузки помола и необходимого количества твердых веществ для оптимизации показателя уменьшения размера частиц шихты при минимальном удельном расходе энергии. Нейроуправление строится на основе обучения нейронной сети с учителем, в роли которого выступает опытный оператор мельницы, реализующий эффективное управление процессом помола. Контроллер, построенный на основе нейронных сети, должен работать в реальном времени и отражать текущее состояние процесса помола. Выбор решений при решении задачи оперативного управления с использованием нейронной сети относится к классу многокритериальных задач. В работе предложен метод принятия решений, исходя из множества допустимых технических условий, накладываемых на процесс помола. Подобная постановка задачи в общем случае является противоречивой. В работе предложен подход к решению данной задачи на основе определения максимального числа совместных взвешенных условий, налагаемых на процесс. Подобный подход позволяет организовать интерактивную процедуру выбора допустимого решения при оперативном управлении процессом помола. Предложена оперативная компьютерная модель процесса помола клинкера при производстве цемента.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача выборочного контроля качества металлических функциональных материалов, которые должны обладать строго определенными и настраиваемыми физическими и химическими свойствами, дающими возможность реализовывать служебные характеристики конструкций и устройств, недостижимые при использовании других материалов. Предлагается проверять соответствие получаемых потребительских свойств создаваемого материала заданным значениям путем сравнения параметров микроструктуры, определяемым по фотографиям шлифов с помощью автоматизированной информационной системы. Именно проверка микроструктуры является отличительной особенностью производства функциональных материалов. Проверка их свойств на макроуровне производится лишь для подтверждения результатов анализа микроструктуры с целью повышения достоверности проведённого анализа. Рассматриваемая система поддержки принятия решений является информационно-аналитической системой, и предназначена для информационного сопровождения процедуры контроля качества функциональных материалов на уровне распознавания и расчета параметров образов по фотографиям микрошлифов, а также интеллектуальной поддержки процедуры контроля качества материалов на уровне формирования и применения специализированной базы знаний с возможностью объяснения полученных логических выводов. В качестве контролируемых величин выступают параметры фазового состава (объемные доли фаз) и зеренной структуры (размеры и степень анизотропии зерен) исследуемого материала. Предполагается, что построение метрик для сравнения комплексной оценки фазового состава и комплексной оценки зеренной структуры осуществляется экспертом материаловедом на этапе построения интеллектуальной системы в процессе разработки технологического процесса изготовления функционального материала в виде правил, которые сохраняются в экспертной системе. Далее полученные метрики будут использоваться на предприятиях по производству функциональных материалов для проведения контроля его качества. Принятие решения о качестве произведенного ФМ является многокритериальным решением, поскольку производится по совокупности результатов одновременного сопоставления целого ряда свойств произведенного материала с критериями, сформулированными его разработчиками. Приводится демонстрационный пример выборочного контроля качества арматурной стали с заданными прочностными свойствами, получаемыми за счет термообработки материала. Показывается, что путем сравнения значений трех параметров зеренно-фазовой структуры можно контролировать значение твердости исследуемой стали.
Бесплатно
Выделение гироскопических инерционных сил из центробежных и кориолисовых инерционных сил
Статья научная
Целью исследования является выделение в уравнениях динамики механических систем обобщенных гироскопических инерционных сил, состоящих из части центробежных и кориолисовых инерционных сил, с указанием тел, движения которых формируют эти силы. Методы исследования относятся к механике систем тел, системному анализу и робототехнике. Результаты исследования позволяют выписывать общие формулы вычисления обобщенных центробежных, кориолисовых и гироскопических инерционных сил через частные производные по обобщенным координатам от элементов матрицы инерционных коэффициентов в выражении кинетической энергии произвольной механической системы. В процессе анализа этих формул для систем тел со структурой открытого дерева, например, орбитальных станций с манипуляторами на борту или шагающих аппаратов в одноопорной фазе ходьбы, выделены тела, движения которых влияют на возникновение перечисленных инерционных сил. Для манипуляционных систем роботов приведены примеры уравнений динамики, в которых выделены все возможные инерционные силы и указаны тела, их формирующие.
Бесплатно
Выписывание формул вычисления сил в сочленениях манипуляторов в статике
Статья научная
Решается проблема громоздкости математических моделей манипуляционных систем промышленных роботов. Здесь рассматриваются формулы вычисления статических реакций в сочленениях и активных сил, уравновешивающих силы тяжести, действующие на тела манипулятора в его неподвижном состоянии. В этом состоянии манипулятор находится, например, перед захватом объекта манипулирования и его освобождением, при выполнении некоторых сборочных операций, в процессе точечной сварки, в медленных (квазистатических) процессах дуговой сварки и покраски. Цель исследования. Вывести общие рекуррентные и конечные формулы вычисления сил реакций в сочленениях, а также их проекций на оси системы координат, жестко связанной с выбранным телом. Формулы проекций сил выразить через направляющие косинусы и обосновать их оптимальность в смысле минимума арифметических операций. Вывести общие обратные рекуррентные формулы для выписывания направляющих косинусов осей, связанных с подвижными телами системы координат относительно неподвижной системы координат. Методы исследования относятся к векторной механике и системному анализу, а также алгоритмизации вычислений путем их сведения к использованию рекуррентных формул. Результаты. Выполнен системный анализ общих формул, в которых выделены все возможные регулярные выражения, однозначно соответствующие кинематическим параметрам манипуляторов. Эти регулярные выражения используются в программном обеспечении аналитического моделирования манипулятора, в частности, аналитического решения задач статики манипулятора. Описана методика аналитической верификации выписанных формул. Решены задачи выписывания оптимальных формул вычисления проекций сил статических реакций в сочленениях, а также активных сил в поступательных сочленениях универсальных манипуляторов с шестью степенями свободы, работающих в декартовой, цилиндрической, сферической и ангулярной системах координат. Выполнена аналитическая верификация выписанных уравнений статики. Продемонстрированы примеры повторного использования выписанных формул для манипуляторов с совпадающими кинематическими схемами их подсистем. Заключение. Выражения уравнений статики мaнипуляторов через направляющие косинусы осей связанных систем координат их тел позволяют записать эти уравнения через известные параметры ориентации тел. Рекуррентный вид формул вычисления направляющих косинусов позволяет в их программной реализации использовать рекурсивные функции, т. е. повысить вычислительную эффективность ПО.
Бесплатно
Краткое сообщение
Рассматривается проблема создания системы классификации физических эффектов и явлений, позволяющей выявить те из них, которые могут быть положены в основу разработки новых (перспективных) датчиков (измерительных преобразователей) физических величин.
Бесплатно
Выявление факторов удовлетворенности жизнью в контексте решения управленческих вопросов
Статья научная
В статье рассматривается ряд факторов, как внешних, так и внутренних, которые способствуют благополучию граждан. Изученный обзор показывает, что удовлетворенность жизнью каждым оценивается по-разному, но измеряется в зависимости, например, от жизненного опыта, экономического положения, места жительства, образования и других факторов. Удовлетворенность жизнью не является неким биологическим явлением и зависит от разных факторов, которые могут изменяться с течением времени. Цель работы. Целью данной работы является изучение факторов удовлетворенности жизнью. В качестве основной гипотезы выдвинуто предположение о том, что количество удовлетворенных своей жизнью домохозяйств напрямую зависит от места жительства. Также выдвинуто еще две гипотезы о том, что удовлетворенные жизнью домохозяйства имеют лучшие условия жизни, нежели неудовлетворенные, и не обязательно имеют высокий денежный доход. Материалы и методы. Данное исследование проводится с помощью таких методов, как описательная статистика и визуализация данных, построение и анализ логит и пробит моделей, кластерный анализ данных и алгоритм случайного леса. Все используемые методы показывают высокую результативность. Итоговая выборка данных после устранения выбросов составила 30177 наблюдений. В работе используются панельные данные на уровне домохозяйств RLMS-HSE, что позволяет учитывать неоднородность домохозяйств и значительно расширяет возможности для анализа. Результаты исследования. Результаты проведенного исследования полностью подтверждают основную гипотезу и частично подтверждают остальные выдвинутые гипотезы, а на их основе разработаны возможные рекомендации по повышению уровня удовлетворенности жизнью. Обсуждение и заключение. Полученные результаты данного исследования могут послужить практическим инструментов для органов власти для повышения качества жизни в том или ином регионе, а также решением вопросов в инвестиционной деятельности регионов, но самое главное, помогут предприятиям с социальной направленностью верно сформулировать цели своей деятельности и скорректировать оценку эффективности.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача гарантированного оценивания состояния динамических систем в условиях неопределенности, когда известны только множества возможных значений возмущений и помех, а статистическая информация о них отсутствует или не может быть получена. Описан алгоритм полиэдральной аппроксимации информационных множеств, когда множества возможных значений возмущений и помех являются многогранниками. Алгоритм основан на неявном описании информационного множества системами линейных уравнений и неравенств и решении ряда задач линейного программирования. Рассмотрены методы повышения точности оценивания с помощью учета дополнительной информации о характере возмущений и помех. Описано гарантированное оценивание вектора состояния динамической системы, когда возмущения заданы в виде системы функций с неизвестными коэффициентами. В этом случае за счёт использования информации о том, что коэффициенты разложения являются постоянными, оценка вектора состояния получается точнее, чем в случае, когда возмущение известно с точностью до множества возможных значений. Приведен численный пример, демонстрирующий работу алгоритма. Целью исследования является разработка методов гарантированного оценивания состояния, возмущений и помех. Методы исследования. В работе использовались методы теории оптимизации, фильтрации, линейной алгебры, пакет прикладных программ MATLAB. Результаты. Описан метод гарантированного оценивания вектора состояния динамической системы с учётом дополнительной информации о характере возмущений. Описан метод полиэдральной аппроксимации информационных множеств, позволяющий получать гарантированную оценку вектора состояния, вектора возмущений и помех, а также множества прогнозов, что может быть использовано при разработке адаптивных алгоритмов оценивания и управления. Разработан алгоритм гарантированного оценивания вектора состояния системы и коэффициентов в разложении возмущения по системе заданных функций. Заключение. Приведен алгоритм полиэдральной аппроксимации информационных множеств, численный пример и анализ полученных оценок.
Бесплатно
Гибкое решение для беспроводной передачи данных в технологиях «Умный дом»
Статья научная
Рассмотрен беспроводный вариант реализации системы сбора информации о расходовании ресурсов потребителями жилых домов. Предложен эффективный способ организации радиосети высокой плотности, состоящей из автономных радиодатчиков расхода ресурсов на основе стандартной технологии беспроводных сенсорных сетей.
Бесплатно
Статья научная
В настоящий момент системы информирования о дорожном движении требуют агрегирования больших данных для предоставления рекомендаций транспортным средствам в действующих условиях, что приводит к повышению комфорта пользователей. Основным инструментом повышения уровня безопасности стало своевременное информирование участников движения о текущей ситуации на дороге, погодных условиях и т. п. В этом случае если объект сети будет подвержен атаке и данные при передаче будут заменены, то по всей зоне видимости сегмента VANET возможно раскрытие конфиденциальной информации, создание аварийных ситуаций и т. д. В этой связи наиболее остро встает вопрос обеспечения безопасности, в том числе при передаче трафика, и проведения дополнительного анализа больших данных об аномалиях и проводимых несанкционированных действиях. Цель исследования. Разработать гибридную модель эффективного размещения исходных и промежуточных данных в беспроводных транспортных сетях с динамической топологией VANET, являющуюся по сути структурным представлением программно-конфигурируемой сети и инструментов проведения граничных вычислений, с возможностью оптимально относительно времени анализировать данные узлов сети и выявлять аномалии. Методы. Рассмотренный подход Edge computing состоит в расположении вычислительных мощностей в географически распределенных вычислительных устройствах ближе к конечным пользователям. Программно-конфигурируемые сети SDN передают часть функций управления и физической передачи с маршрутизаторов и коммутаторов, уменьшая нагрузку. В рамках данного исследования разработан алгоритм RD - протокол передачи и обработки промежуточных данных. Для проведения кластеризации ТС на сегменте сети использован метод обучения без учителя DBSCAN. Предварительный анализ аномального трафика проведен на основе моделей нейронных сетей RNN с кратковременной памятью. Результаты. Разработанная гибридная модель эффективного размещения исходных и промежуточных данных позволяет быстрее реагировать на несанкционированные действия. Заключение. Результаты, полученные в ходе проведенного исследования, подтверждают необходимость внедрения и масштабирования гибридной модели с граничными вычислениями на практике.
Бесплатно
Декомпозиция электромеханической системы механизма подачи трубы стана ХПТ-450
Статья научная
В статье рассмотрен метод декомпозиции электромеханической системы, основанный на частотных характеристиках. Метод позволяет с помощью математической модели выявить элементы конструкции, оказывающие наибольшее влияние на работу механизма. В качестве примера рассматривается модель механизма подачи трубы стана ХПТ-450.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается тестовая последовательность обнаружения и разделения неисправных состояний подсистемы «магистраль - внешняя память» вычислительного ядра БЦВМ. Сжато излагаются также некоторые новые подходы и принципы, использованные при построении алгоритма диагноза.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты диагностики устойчивости развития региональной социально-экономической системы (РСЭС) Ханты-Мансийского автономного округа - Югры за период с 2001 по 2015 г. по данным официальной статистической отчетности, представляемой в региональном разрезе. Диагностика осуществлялась с использованием методологии динамического норматива, которая позволяет оценивать отклонения в развитии рассматриваемой региональной социально-экономической системы от наперед заданного для нее нормативного - устойчивого развития. Использовавшийся динамический норматив представляет собой комплекс динамических нормативов, характеризующих в свою очередь отклонения от устойчивого развития трех ключевых подсистем данной системы - экономической, социальной и экологической. В эти динамические нормативы были включены и упорядочены темпы изменений показателей, которые наиболее полно характеризовали развитие этих подсистем. Значения данных показателей перед расчетом темпов изменений приводились к базисным индексам относительно 2001 г. В работе проведен критический анализ ряда зависимостей, чаще всего применяемых в настоящее время для расчета показателя комплексной оценки устойчивости развития систем подобного вида, по результатам которого была предложена оригинальная методика расчета этого показателя. Анализ полученных результатов оценки устойчивости развития региональной социально-экономической системы Ханты-Мансийского автономного округа - Югры за указанный период позволил классифицировать данную характеристику для рассматриваемой системы согласно принятой на сегодняшний день соответствующей шкале. Наряду с этим были также получены оценки взаимного влияния развития указанных выше подсистем рассмотренной РСЭС, а также косвенные качественные оценки эффективности функционирования ее подсистемы управления - органов административной и законодательной власти региона.
Бесплатно
