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
Статья научная
Кадровые проблемы в машиностроении для нашей страны не являются чем-то новым. Так, уже в 1990-х гг. данная отрасль промышленности испытывала острую потребность в квалифицированном персонале, а в 2000 г., вследствие возникновения необходимости увеличения объемов производства, дефицит кадров стал ощущаться еще более остро. В настоящее время из-за резкого увеличения гособоронзаказа и потребности в загрузке примыкающих к нему производств проблема кадрового дефицита имеет максимальные показатели за последние 30 лет. Результаты конъюнктурного опроса руководителей около 1000 промышленных предприятий, проведенного специалистами Института экономической политики им. Егора Гайдара в апреле 2023 г., показали, что около одной трети промышленных предприятий столкнулись с недостаточным количеством персонала как одним из основных препятствий для увеличения количества выпускаемой продукции. Цель исследования: выявить основные факторы, влекущие за собой проблемы управления кадровыми ресурсами российских машиностроительных предприятий и трудности при выполнении заказов. Используя гибридный подход, определить важность каждого фактора, их взаимовлияние и провести классификацию по признакам «причина - эффект».
Бесплатно
Статья научная
Нестабильность современной экономики вследствие глобальных и региональных конфликтов и противоречий приводит к существенным колебаниям на сырьевых рынках. Непредсказуемость спроса и цен приводит к повышению рисков деятельности добывающих отраслей и ограничивает их успешное функционирование и развитие. Цель исследования. В данной работе произведена попытка использования модели множественной линейной регрессии для получения приемлемого качества прогнозной цены калийной продукции. Несмотря на распространенность и простоту построения и интерпретации, прогностические свойства таких моделей, как правило, неудовлетворительны. Тем не менее при адекватном подборе факторов и объема выборки, используемой для оценки неизвестных параметров модели, можно добиться приемлемого качества прогноза на ее основании.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается вопрос обеспечения адаптивности корпоративной информационной системы (ИС), которая определяется как способность обнаруживать изменения в окружающей среде (например, изменения в функциональных требованиях) и эффективно реагировать на эти изменения. В качестве основного способа обеспечения адаптивности исследуется разделение системы на относительно слабо связанные модули, которые могут развиваться независимо. Корпоративная ИС рассматривается как комбинация нескольких слоев, которые существуют в различных масштабах времени, и связи между ними сведены к минимуму. Обсуждаются варианты разделения корпоративной ИС на такие слои, показано как этот подход дополняет более традиционные взгляды на ИС, базирующиеся на архитектуре предприятия, при проектировании адаптивных систем.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается практическое применение математической модели нейронной сети (многослойного перцептрона) для диагностики эмоциональной компетентности детей дошкольного возраста по физиологическим параметрам. Эмоциональная компетентность оценивалась с помощью психологического теста, включающего в себя 6 шкал, определяющих узнавание и выражение эмоций с помощью мимики, голоса и рисунка. В качестве физиологических параметров использовались показатели спектральных плотностей ЭЭГ, в стандартных диапазонах частот, а также изменение показателей вегетативной регуляции (ЧСС, АД) в ответ на эмоциогенные и интеллектуальные нагрузки. В результате построения диагностической модели были проверены показатели качества диагностики, а также описаны возможные физиологические механизмы, влияющие на особенности выраженности различных показателей эмоциональной компетентности.
Бесплатно
Статья научная
Эффективность медицинских учреждений принято оценивать показателями, характеризующими экономические, медицинские и социальные аспекты их деятельности. Показатели медицинской эффективности (МЭ) отражают достижение определенных медицинских результатов при оптимальном расходовании имеющихся ресурсов как для конкретного пациента, так и для медучреждения и региональной системы здравоохранения в целом. Оценки МЭ актуальны и востребованы как внутренними потребителями - менеджментом учреждений и системы здравоохранения, так и внешними потребителями, осуществляющими ее финансирование. Для оценки МЭ медицинских муниципальных учреждений предлагается использовать метод оболочечного анализа данных, характеризующих результаты их функционирования и регистрируемых действующей системой медицинской статистики. Данный метод не требует выявления функциональных связей между результатами деятельности медицинских учреждений и потребляемыми ими ресурсами. Цель исследования: определение с использованием метода оболочечного анализа данных медицинской эффективности муниципальных медицинских учреждений Ханты-Мансийского автономного округа - Югра на основе стандартных статистических данных о результатах их деятельности. Материалы и методы. Для оценки медицинской эффективности использовалась классическая входо-ориентированная модель с постоянным масштабом отдачи метода оболочечного анализа данных (Data Envelopment Analysis, DEA). Входные показатели данной модели характеризуют основные виды ресурсов, используемые медицинским учреждением. В качестве выходных были приняты показатели общего количества оформленных жителям муниципалитета листов временной нетрудоспособности, полнота охвата обязательными медицинскими осмотрами населения муниципалитета и показатели нагрузки стационаров и амбулаторно-поликлинических подразделений медучреждения. Для обеспечения сопоставимости входные и выходные показатели пересчитывались на 1000 человек населения муниципалитета. Оценка медицинской эффективности муниципальных медучреждений осуществлялась в среде MaxDEA 8 Basic. Результаты. Приводятся расчетные показатели медицинской эффективности муниципальных медицинских учреждений Ханты-Мансийского автономного округа - Югра за период с 2013 по 2020 г. Полученные оценки показывают, что более 60 % медучреждений в течение всего периода функционировали с максимальной эффективностью. Для недостаточно эффективных учреждений определены целевые значения входных показателей, достижение которых обеспечит максимальные значения эффективности их деятельности. Заключение. Среди муниципальных медицинских учреждений округа, функционирование которых в течение всего наблюдаемого периода времени характеризовалось максимальной медицинской эффективностью, рекомендательно выделены учреждения «лидеры/ориентиры». Показатели последних могут рассматриваться менеджментом системы здравоохранения округа как индикаторы при разработке и реализации управленческих решений по сопровождению и развитию как данной системы, так и учреждений в ее составе.
Бесплатно
Использование оптического волокна G-652 для контроля горного массива угольных шахт
Краткое сообщение
Введение. Актуальность использования волоконно-оптических датчиков для контроля геомеханического состояния массива горных выработок угольных шахт Карагандинского угольного бассейна крайне высока, потому как они относятся к сверхкатегоричным и опасным по внезапному взрыву угольной пыли и газа метана при проведении горных работ в опасных условиях шахт. Волоконно-оптические датчики обладают рядом достоинств: взрывобезопасностью, высокой точностью, скоростью измерения и имеют хорошую линейность характеристик. Цель исследования. Использование оптического волокна стандарта ITU-T G.652.D как датчика для контроля геомеханического состояния массива горных выработок угольных шахт, что является весьма перспективным в плане создания распределенной системы мониторинга, способной своевременно сигнализировать персонал об опасности внезапного обрушения выработки. Материалы и методы. Для отработки методов контроля и измерения геотехнических параметров выработок был разработан имитационный лабораторный стенд на основе волоконно-оптических датчиков. Авторами использовалось кварцевое одномодовое оптическое волокно 9/125 мкм (OS2) Corning SMF-28e+®. В статье предложены системы в двух вариантах исполнения в зависимости от поставленных задач и функциональности. В первом варианте используется известный метод оптической рефлектометрии OTDR (Optical time domain reflectometer). Во втором варианте контролируются значения дополнительных потерь, вызванные механическим воздействием на оптическое волокно. Результаты. При механическом воздействии на оптическое волокно возникают микротрещины, приводящие к изменению свойств света и увеличению дополнительных потерь световой волны, проходящей по нему. Указанные потери можно измерить и установить значения давления на оптическое волокно, также можно определить величину смещения. Заключение. Использование оптического волокна стандарта ITU-T G.652.D для контроля геомеханического состояния массива горных выработок угольных шахт является весьма перспективным, так как разработанные на его основе волоконно-оптические датчики обладают достаточно высокой точностью, скоростью измерения и имеют хорошую линейность характеристик.
Бесплатно
Статья научная
Построен алгоритм решения задачи, позволяющий восстанавливать значения температуры по результатам измерения сопротивлений, основанный на применении метода регуляризации. Найдены калибровочные коэффициенты, оценки погрешности полученных решений, а также предложен критерий, позволяющий проводить оценку собственного состояния термометра сопротивления в процессе эксплуатации.
Бесплатно
Использование реляционных баз данных для организации контролируемого реверс-инжиниринга
Краткое сообщение
Машиностроение - главная отрасль промышленности, уровень её развития определяет научно-технические возможности и потенциал страны, определяет качество человеческого капитала, а также она является основой для поддержания обороноспособности государства. Как правило, для успешного функционирования в данной отрасли широко используются возможности кооперации с контрагентами как на внутреннем, так и на внешнем рынке. В настоящее время Россия имеет зависимость от продукции иностранного машиностроения, она наблюдается во всех областях данной сферы - общем, тяжелом, среднем, легком, точном и энергетическом машиностроении. По причине усиления санкционного давления недружественных государств возможности импорта необходимых изделий и комплектующих неуклонно снижаются. Особенную тревогу вызывает ситуация зависимости от импорта системообразующих и оборонных предприятий, а также предприятий, обеспечивающих государственную деятельность. В связи с этим требуется ускорение реализации политики импортозамещения с применением реверсивного инжиниринга. Данный метод показал свою состоятельность, так как был использован ведущими промышленными державами. Цель исследования: обосновать важность реверсивного инжиниринга как инструмента реализации политики импортозамещения, показать возможности его контроля и ускорения процедуры его проведения с использованием реляционной математической модели. Реляционная математичнская модель построена на основе правил реляционной алгебры. Методы. Выявлена хронология возникновения зависимости России от импортных комплектующих, на примере опыта Китая обоснована важность реверсивного инжиниринга. Результаты. Зависимость России от импорта берет свое начало еще со времен Советского Союза. Предложена реляционная модель данных для ускорения, организации и контроля за реверсивным инжинирингом в России. Заключение. Полученные результаты исследования могут иметь практическое применение в реализации политики импортозамещения, проводимой в Российской Федерации. Требования по ускорению реализации вышеуказанной политики обоснованы сужающимся кругом возможностей импортирования ключевых компонентов и изделий и нарастанием внешнеполитической и внешнеэкономической напряженности.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается описание имитационной установки моделирования гибридных систем теплоснабжения Центра коллективного пользования ЮУрГУ, служащего для подготовки специалистов в области альтернативной энергетики и энергосбережения. В качестве альтернативных источников в установке присутствуют источники солнечной энергии и низкопотенциальной энергии окружающего воздуха, кроме того присутствует рекуперативная система, утилизирующая энергию отводящегося воздуха из помещения. В качестве имитации традиционных источников тепловой энергии используются два электрокотла. Установка позволяет имитировать различные комбинации традиционных и альтернативных источников в рамках имеющихся теплогенераторов на возобновляемой энергии; определять энергетический вклад каждого из альтернативных источников в покрытии той или иной тепловой нагрузки, включающие в себя отопление и горячее водоснабжение; исследовать работу альтернативных источников в климатических условиях Южного Урала, а также определение возможности и целесообразности широкого внедрения таких систем в российских условиях.
Бесплатно
Статья научная
Обозначена важность планирования добычи для улучшения показателей эффективности горнодобывающего предприятия. Показана возможность использования имитационного моделирования для этой цели. Показано, что созданная модель имеет большое количество стохастических параметров. Исследовано, что существует проблема отсутствия исследований влияния выбора различных статистических распределений на результаты моделирования горных работ. Известно, что при увеличении стохастических отклонений от заданных параметров производительность систем массового обслуживания падает. Цель исследования: исследование влияния четырех статистических распределений случайной величины (равномерное, нормальное, отрицательное биномиальное и распределение Пуассона) для отдельных операций и их комбинаций. Кроме того, нужно определить, насколько сильно изменение одного конкретного параметра повлияет на общий результат работы модели. Материалы и методы. В созданную ранее имитационную модель ко времени отдельных операций добавляется стохастическая задержка. Исследуется добавление такой задержки с разным статистическим распределением, но с одинаковым математическим ожиданием. Результаты моделирования сравниваются между собой, для каждой отдельной операции показывается абсолютное и относительное отклонение результатов. Далее производится аналогичное моделирование при изменении всех выбранных параметров одновременно. Результат. Показано, что величина отклонения значительно различается между собой для всех отклонений. Для различных единичных изменений операций наибольшее и наименьшее отклонение могут дать разные статистические распределения. Для исследования совместного изменения всех параметров реализуются 3 сценария моделирования: все равномерные распределения (этот случай используется сейчас), сценарий с наименьшим отклонением и сценарий с наибольшим отклонением. Показано значительное изменение результатов моделирования при переходе к другому сценарию. Заключение. Делается вывод, что показано значительное влияние выбора использованных статистических распределений на точность моделирования работы комбайна, особенно при их совместном учете. Полученные результаты могут использоваться для уточнения влияния отдельных факторов в имитационной модели и улучшения планирования калийных горно-выемочных работ, в том числе для отдельных комбайнов.
Бесплатно
Статья научная
Временные ряды - это данные, собираемые в различные отрезки времени, которые, в свою очередь, в зависимости от задачи могут отличаться. Временные ряды используются для принятия решений. Анализ временных рядов позволяет получить некоторый результат, который определит характер принимаемого решения. Анализом временных рядов занимались в очень давние времена, например, следствием анализа стали различные календари. Позднее анализ временных рядов применялся для исследования и прогнозирования экономических, социальных и других систем. Временные ряды появились очень давно. Когда-то древневавилонские астрономы, изучая положение звезд, обнаружили периодичность затмений, что позволило в дальнейшем прогнозировать их появление. Позднее анализ временных рядов подобным образом привел к созданию различных календарей, например, урожайных. В дальнейшем помимо естественных областей добавились социальные и экономические. Цель исследования: поиск классификационных признаков временных рядов, позволяющих понять, можно ли для их краткосрочного (3 отсчета) прогноза применять модель ARIMA. Материалы и методы. Разработано специальное программное обеспечение, реализующее модели семейства ARIMA и необходимые интерфейсы. В работе были исследованы 59 наборов годовых данных с малой длиной, менее 20 значений. Данные обрабатывались с помощью Python бибиблиотек Statsmodels, Pandas. Для определения стационарности ряда использовался тест Дики - Фуллера. Стационарность временного ряда позволяет более качественно строить прогнозы. Для выбора наилучшей модели применялся информационный критерий Акаике. Получены рекомендации по обоснованному подбору параметров настройки ARIMA-моделей. Показана зависимость настроек от категории годовых рядов. Заключение. После обработки данных были выделены четыре категории, или шаблона, годовых рядов. В зависимости от категории были подобраны диапазоны параметров для настройки ARIMA-моделей. Предлагаемые диапазоны позволят определить начальные параметры для исследования аналогичных наборов данных. Даны рекомендации по улучшению качества постпрогноза и прогноза при помощи ARIMA-модели за счет подбора настроек.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается актуальная на данный момент проблема планирования задач в высоконагруженных информационных системах. Целью данной работы является проверка гипотезы о том, что загруженность высокопроизводительных информационных систем зависит от внешних параметров среды, в которой они функционируют. Для проверки была собрана и запущена система, на которой находятся корпоративный сайт компании, система мониторинга и приложение для социальной сети vk.com. В качестве внешних параметров были выбраны как природные явления, так и статистические данные посещения популярных сайтов, а также курсы валют и акций. На наш взгляд, эти параметры в той или иной степени могут оказывать влияние на загруженность информационной системы. Данные собирались на протяжении месяца работы системы каждые десять минут. При каждом сборе информации для каждого работающего процесса в системе запоминалось количество расходуемой им памяти. Для идентификации модели был выбран метод линейной регрессии как наиболее простой и часто используемый вариант проверки неявных зависимостей между данными. Все собранные параметры были отфильтрованы - проверены на наличие кросскорреляции и нормализованы. Используя построенную модель, мы предсказали значение расходуемой памяти процессами. Для каждого предсказанного значения было посчитано среднеквадратичное отклонение. Анализ результатов показал, что построенная модель имеет ряд проблем. В качестве рекомендаций по улучшению результатов указано использование другого метода построения модели, а также улучшение качества и количество собираемых данных. Дальнейшие планы включают в себя исследование возможности предсказания процессорного времени высоконагруженной информационной системы, используя внешние параметры.
Бесплатно
Исследование возможности управления процессом ректификации нефти с применением типовых регуляторов
Статья научная
Рассматривается разработка нелинейной динамической модели процесса ректификации нефти с применением MATLAB. Динамическая модель включает систему уравнений материального баланса, парожидкостного равновесия, теплового баланса. Поставлена задача оценки возможности применения методов настройки регуляторов для нелинейной модели. Коэффициенты таких регуляторов могут быть подобраны для конкретного состояния объекта. При переходе в другие состояния не обеспечивается требуемое качество переходных процессов. Одним из контролируемых возмущений в системе является расход сырья. Получены функции этого возмущения по разным каналам, используя нелинейную модель объекта. Приведены результаты аппроксимации контролируемых возмущений в системе с применением метода наименьших квадратов. Определены подходы к управлению многомерными объектами: связанное регулирование, управление с использованием математической модели. Методами, альтернативными ПИД, являются следующие: применение нечетких, регуляторов, адаптивных регуляторов, структуры с применением генетических алгоритмов.
Бесплатно
Исследование возможности управления усреднением руды методами классической теории управления
Статья научная
Показана важность проблемы усреднения руды на калийных предприятиях и поиска оптимального комплекса мер по устранению проблемы. Обозначена проблема большого разброса нерастворимых остатков на калийных предприятиях Верхнекамья. На текущий момент она решается бункерным усреднением, но это работает не всегда эффективно. Было предложено использовать ранее описанный метод осмысленной рассыпки по складу и прицельной выборки в зависимости от состава. Была построена математическая модель загрузки и разгрузки склада, предложены алгоритмы и расчет координат точки сброса и выемки руды в зависимости от содержания в руде нерастворимого остатка и хлористого калия. Этот способ позволяет исключить возможность брака и осуществляет усреднение сырья оптимальным образом. По показателям в имитационной модели прицельная выборка на складе уменьшает процентный разброс нерастворимых остатков в руде. Было решено исследовать процесс выборки на складе для идентификации. Цель исследования заключается в проверке возможности управления выборкой как обычным технологическим объектом с помощью пропорционально-интегрально-дифференцирующего регулятора. Для этого была проведена идентификация объекта управления, а именно: на вход системы был подан единичный скачок воздействия. Материалы и методы. Стандартное воздействие было смоделировано на ранее разработанной имитационной модели склада, где задаются геометрические параметры склада, физические параметры элементов руды, а также параметры движения сопла и скрепера. С ее помощью проводится эксперимент по выборке хлористого калия из руды. Фиксируются результаты выборки руды по начальным установкам, а затем после пятипроцентного скачка. Результаты моделирования представляются в виде нормированного графика для сравнения результатов и определения поведения системы. Результат. Полученный массив значений был перенесен в ранее разработанный калькулятор передаточных функций. По найденным значениям был построен сглаженный нормированный график, который и нужно было идентифицировать. В результате проделанной работы была получена передаточная функция апериодического звена первого порядка с запаздыванием. Заключение. При анализе графиков был сделан вывод о допустимости полученной функции. По полученным массивам значений была рассчитана погрешность, которая составляет 6,5 %. Передаточная функция была идентифицирована, следовательно, выборкой на складе можно управлять с помощью пропорционально-интегрально-дифференцирующего регулятора.
Бесплатно
Краткое сообщение
В настоящий момент информационная модель объекта строительства (BIM-модель) является неотъемлемой частью проекта на этапах проектирования и строительства. BIM-модель содержит в себе параметрические данные об объекте, используемых ресурсах и служит основой для принятия, как правило, технологических решений. Существует необходимость прозрачно обозначить связь BIM-модели со стоимостью объекта, которая является ключевым показателем при принятии управленческих решений. Информационная модель выполняется в формате IFC, а сметные программы не поддерживают такой вариант передачи данных. В частности, передача сметных данных происходит с использованием файлов формата XML. Это несоответствие требует доработки на концептуальном и программном уровнях, в том числе организуя среду общих данных. Цель работы. Статья связана с выявлением связи между свойствами информационной модели объекта и сметными свойствами, которые должны включаться в параметры модели на всех этапах жизненного цикла объекта.
Бесплатно
Краткое сообщение
Проведены экспериментальные исследования гармонического состава потребляемого тока светодиодного драйвера на соответствие требованиям ГОСТ Р 51317.3.2-2006 «Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний». Проанализированы источники возникновения высших гармоник в сетях питания, а также методы их устранения. Показаны основные технические характеристики программируемого источника напряжения GW INSTEK APS-71102, а также особенности работы прибора в режиме измерителя спектрального состава. Исследования светодиодного драйвера ИТСК-17507 показали, что гармонический состав потребляемого тока полностью соответствует требованиям ГОСТ Р 51317.3.2-2006.
Бесплатно
Исследование динамики агрегата ротационного типа
Статья научная
Приводится математическая модель малогабаритного фрезерного агрегата с двухосным подвесом инструмента ротационного типа. Агрегат предназначен для выполнения поверхностной обработки асфальто-бетонных покрытий. Агрегат обеспечивает формирование поверхности с требуемым поперечным и продольным уклоном. Ротационный тип агрегата позволяет получить высокую производительность при малых усилиях взаимодействия режущих элементов с материалом. Математическая модель агрегата представлена в виде дифференциальных уравнений в форме Коши. Исследованы структурные свойства агрегата - как объекта управления. Произведен расчет коэффициентов регулятора по состоянию модальным методом.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы динамической устойчивости систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями при коротких замыканиях с последующим выходом на раздельную работу. Произведен анализ для условий систем электроснабжения ОАО «ММК». Получены предельные времена отключения коротких замыканий.
Бесплатно
Исследование механизмов управления методом деловых игр
Статья научная
Рассматривается история возникновения и развития деловых игр как метода анализа и разрешения конфликтных ситуаций. Отмечается, что конфликтные ситуации встречаются во многих областях человеческой деятельности связанных с экономикой, производством, в торговых и политических войнах и т. д. Обосновывается необходимость построения моделей, положенных в основу деловых игр, которые должны достаточно адекватно отражать исследуемую ситуацию. Исследуется процедура построения деловых игр, последовательность этапов и содержание каждого этапа. Приводится пример проведения деловой игры, подчеркивается важность предварительного анализа модели игры участниками для более глубокого понимания взаимного влияния поведения отдельного участника игры на свой выигрыш и на выигрыш остальных участников.
Бесплатно
