Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Метод эллиптических центроидов в управлении эффективностью технологических процессов
Краткое сообщение
Предложен метод эллиптических центроидов для решения задач выбора эффективных значений управляемых параметров, анализа рисков принятия неэффективных решений и рисков пропусков эффективных решений при управлении технологическими процессами. Предложенный метод рассматривается как основа построения экспертной системы поддержки принятия решений по управлению эффективностью технологических процессов.
Бесплатно
Метод эффективного управления доменным процессом на основе кластерного анализа
Краткое сообщение
Рассматривается метод повышения эффективности доменных процессов на основе кластерного анализа. Существующая методика технологического расчета доменного процесса дополнена реальными данными эксплуатации. Рассмотрена текущая реализация доменных процессов с целью выявления эффективных режимов и коррекции на их основе технологических расчетов. Показан пример эффективности данного метода. Приведены значения параметров теплового состояния печи на основе реальных данных применительно к расчету теоретической температуры горения, проведены исследования наблюдаемости и управляемости доменного процесса, оценены резервы повышения производительности и снижения потребления кокса.
Бесплатно
Методика идентификации производственных характеристик на основе кластеризации данных
Статья
Бесплатно
Методика изучения физических эффектов, используемых для измерения давления
Краткое сообщение
В связи с ростом требований, направленных на совершенствование технологических процессов на предприятиях, возникли предпосылки новой промышленной революции (индустрия 4.0). Современная промышленная революция предполагает самое активное использование датчиков для измерения физических величин, причем предпочтительно основанных на новых физических эффектах. Анализ литературных источников в области приборостроения показывает, что отсутствуют работы, содержащие последовательное и четкое описание процедуры использования физических эффектов для построения датчиков физических величин. В связи с этим актуальной является задача выделения основных этапов реализации физических эффектов в современных датчиках. Предложена методика последовательного изучения физических эффектов, применяемых в датчиках измерения физических величин, которая включает в себя: описание математической модели физического эффекта; описание физической реализации данного эффекта; описание зависимости выходного сигнала датчика измерения физической величины от величины, подаваемой на вход; графическое представление данной зависимости; конструктивную реализацию физического эффекта в датчике для измерения физических величин. В качестве физических эффектов для иллюстрации предложенной методики были использованы тензорезистивный и емкостной эффекты, применяемые в датчиках измерения давления. По результатам применения методики сформирована таблица, которая содержит характерные особенности рассмотренных физических эффектов и дает наглядное представление о применении их в современных датчиках для измерения физических величин. Вышеизложенная методика может быть рекомендована для внедрения в учебный процесс по направлению подготовки студентов 12.03.01 «Приборостроение».
Бесплатно
Статья научная
В статье обоснована методика определения динамики уровня профессиональных навыков летного состава ВВС Российской Федерации при использовании технических средств обучения, основанная на учете индивидуальных психологических качеств курсантов при прохождении профессионально-психологического отбора в авиационный вуз, начального уровня их подготовки и адекватности используемых компьютерных тренажеров штатной авиационной технике. Сформулировано требование к расширению дидактических возможностей учебно-тренировочных программно-технических средств в направлении моделирования реальных информационно-психологических угрозоемких условий профессиональной деятельности летного состава.
Бесплатно
Методика определения положения метеорологической ракеты в пространстве
Статья научная
Приведено описание методики определения положения метеорологической ракеты в пространстве. Информация о положении осей ракеты в полёте получается в результате анализа показаний датчика линейных ускорений. Предлагаемая методика позволяет снизить стоимость используемых бортовых измерительных систем.
Бесплатно
Краткое сообщение
В статье рассмотрен актуальный подход формирования оценки квалификации и личных качеств работников и руководящего состава промышленного предприятия и его структурных подразделения, необходимый для формирования методики соответствующих расчетов. Целью работы является создание методики, определяющей последовательность и содержание процесса оценки квалификации и личностных качеств работников и руководителей промышленного предприятия, которая может быть использована для самых разнообразных предприятий промышленности и иной хозяйственной деятельности в отечественной практике бизнеса.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена проблеме разработки моделей сетевого оборудования, которые точно воспроизводят работу реального оборудования по временным характеристикам. Цель исследования. Данное исследование направлено на разработку методики, которая позволяет быстро получать модели, статистически совпадающие по поведению выбранных параметров с реальным измеренным оборудованием на существующих открытых системах моделирования. Методы. Для получения параметров производительности и временных характеристик реального оборудования создана методика, включающая планирование эксперимента для получения статистических данных в широком диапазоне входных интенсивностей трафика, конфигурацию и схему соединения оборудования, включающую внешнее управление коммутатором для тестирования влияния различных настроек на производительность и время обработки пакета, скрипты для автоматизации создания тестовых наборов трафика с требуемыми параметрами распределения времени между пакетами, схему подключения через контейнерные службы и схему съема дампов трафика. В методику не вошло тестирование работы выходных очередей, целью было исследовать и перенести в модель процессы, происходящие до помещения фреймов в исходящие очереди интерфейсов. В качестве среды моделирования использовался пакет с открытым исходным кодом Omnet++. Результаты. В работе изучена структура существующего модельного коммутатора Omnet++, выявлены недостатки, влияющие на точность и достоверность результатов, предложен метод реализации линий модельной задержки на основе интерполяции таблиц временных параметров, полученных по результатам реальных данных для требуемого сочетания параметров трафика и входящих интерфейсов. Для апробации разработанных подходов разработан тестовый стенд на реальном оборудовании, сформирован план экспериментальных исследований, реализован скрипт автоматического тестирования по заданному плану, проведено тестирование в режиме обычной коммутации фреймов и в режиме коммутации на основе таблиц Openflow. Также получены временные характеристики промежуточного оборудования для учета их влияния на результаты эксперимента. По полученным результатам проведен эксперимент на модели в среде Omnet++. Поскольку полученные выборки при статистическом анализе показали виды распределений, отличные от нормальных и экспоненциальных, для сравнения средних использовался статистический U-критерий Манна-Уитни. Заключение. Полученные результаты при уровне значимости 0,05 подтвердили работоспособность данного подхода при создании моделей, более точно описывающих временные характеристики процессов обработки трафика в сетевом оборудовании.
Бесплатно
Методика прогнозирования спроса в ООО «Молл»
Краткое сообщение
Приводятся методические рекомендации и теоретические разработки, применяемые на практике для прогнозирования спроса в одной из продуктовых розничных сетей в Челябинской области, ООО «МОЛЛ». Данные рекомендации основаны на анализе и практическом опыте применения достаточно большого количества существующих подходов и методов прогнозирования спроса, а также их использовании в рамках специализированных программных продуктах. В рамках статьи приводится разработанная авторами методика восстановления спроса по продажам в отдельные часы дня на товары, характеризующиеся высокой оборачиваемостью и низкими сроками годности.
Бесплатно
Методика расчета одноосевого микро-опто-электро-механического преобразователя угловых скоростей
Статья научная
Предложена методика расчета одноосевого микро-опто-электро-механического (МОЭМ) преобразователя угловых скоростей, построенного на основе оптического туннельного эффекта (ОТЭ). Разработан алгоритм и программное обеспечение, позволяющие производить расчет основных параметров МОЭМ-преобразователя при обеспечении заданных технических требований.
Бесплатно
Методика расчета параметров линии доступа мультисервисной сети
Статья научная
Рассматривается модель участка доступа мультисервисной сети оператора связи от магистральной линии до порта абонента. Рассмотрены факторы, влияющие на выбор параметров абонентской линии - объема исходящего пакетного буфера, полосы пропускания линии - в зависимости от набора предлагаемых услуг, тарифов и принятых в индустрии стандартов качества предоставления заданных услуг. Предлагается метод расчета допустимых параметров линии и абонентских тарифов для стандартного набора услуг: IP-телевидение, передача данных, потоковое интернет-видео. Выделены базовые технологии и протоколы, реализующие данные услуги, обозначены их параметры качества. Предусмотрена работа IP-телевидения по схеме DVB-IPTV на базе кодека H.264 поверх мультиплексора MPEG-TS в связке с протоколом RTP/UDP для IP-мультикаст вещания. В работе учитывается большая неравномерность потока видеотрафика на малых масштабах времени. Используемые характеристики потока видеотрафика подтверждены экспериментально. Услуга передачи данных представлена набором приложений на базе протокола TCP: обзор веб-страниц, потоковое видео по запросу, загрузка файлов. Параметры качества передачи пользовательских данных выбраны согласно принятым в индустрии стандартам. Оценивается влияние алгоритмов контроля скорости TCP и поведение самих приложений. Исходя из наблюдаемого поведения трафика популярных интернет-приложений, вычислены параметры качества в зависимости от характеристик абонентской линии и тарифного плана. Параметры трафика подтверждены экспериментально. В отличие от используемых операторами связи методик расчета емкости магистральных линий, в данной работе предложена методика, которая позволяет рассчитать исчерпывающий набор характеристик абонентского порта для данного тарифного плана.
Бесплатно
Методологические аспекты управления цифровыми платформами
Статья научная
Цифровые платформы являются крупнейшими агрегаторами данных и бенефициарами в условиях цифровой экономики. Цифровые платформы работают на микро-, мезо-, макро- и мегауровнях в различных форматах и практически во всех сферах человеческой деятельности. Компании-платформы обладают рядом уникальных конкурентных преимуществ по сравнению с традиционными компаниями и требуют специфических методов, моделей и инструментов управления. Цель. Целью исследования является определение особенностей функционирования цифровых платформ и разработка методологических основ для формирования моделей управления цифровыми платформами. Теоретико-методологической основой исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых по проблемам управления цифровыми платформами и цифровой трансформацией. Результаты. В ходе исследования была обобщена и систематизирована классификация цифровых платформ на основе анализа отечественного и зарубежного опыта по 10 классификационным признакам. Организации и метаорганизации могут иметь несколько типов границ, соответственно, есть преимущества в разработке целостного представления, которое может выявить взаимодополняемость и взаимодействие между ними. Заметив, что существует взаимодействие между различными типами границ, можно определить границы цифровой платформы как комбинацию сферы деятельности, конфигурации и цифрового интерфейса платформы. Кроме того, необходимо отметить, что в силу специфики цифровых платформ считаем целесообразным выделение цифровой среды наряду с внешней и внутренней, часть факторов цифровой среды могут быть отнесены к внешней среде, а часть - к внутренней, при этом границы цифровой среды открыты. Анализ поэлементной модели цифровой платформы позволил выделить ее отличительные черты. Основная ценность платформенной компании - это не классическая физическая единица стоимости, а инфраструктура, обеспечивающая взаимодействие между производителями и потребителями. Заключение. Таким образом, дизайн ключевого взаимодействия является ядром каждой цифровой платформы. Ключевое взаимодействие является причиной, по которой участники используют цифровые платформы. Анатомия ключевого взаимодействия состоит из четырех характеристик: создание ценности, связь, потребление, компенсация. Различные участники могут быть отнесены к категории ядра платформы, участников платформы и среды платформы.
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ состояния проблем моделирования пространственно-временной динамики озерных полей в условиях современных климатических изменений. Показано, что аналитические методы, используемые при изучении динамики термокарстовых процессов в отдельных озерах, не подходят для изучения пространственно-временных изменений полей термокарстовых озер. Предложенный метод гео-имитационного моделирования для изучения динамики полей термокарстовых озер не обеспечивает достаточной точности прогнозирования. Рассмотрены проблемы применения нового подхода к прогнозированию пространственно-временной динамики полей в условиях современных климатических изменений на основе методов и алгоритмов энтропийно-рандомизированного машинного обучения. Экспериментальные результаты удаленных исследований динамики полей термокарстовых озер в арктической зоне вечной мерзлоты Западной Сибири были получены с использованием спутниковых снимков за период в несколько десятилетий, начиная с 1973 года. Климатические данные за тот же период были получены путем реанализа на основе хорошо известных систем ERA-40, ERA-Interim и APHRODITE JMA. Был составлен массив экспериментальных данных об изменениях площадей озер, среднегодовой температуры и годовых осадков в зоне вечной мерзлоты Западной Сибири за период исследований. Регрессионный анализ геокриологических и климатических данных показал, что сокращение площади озер можно объяснить, главным образом, увеличением температуры поверхности и изменением осадков. Структура модели рандомизированного прогноза динамики полей термокарстовых озер определяется с учетом параметров, отражающих изменения площадей озер, среднегодовой температуры и уровня осадков. Рассмотрены особенности использования экспериментальных данных в рамках энтропийно-рандомизированного подхода к прогнозированию пространственно-временной динамики полей термокарстовых озер в условиях современных климатических изменений.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В настоящее время организация цифрового производства промышленных предприятий, производящих сложную наукоемкую продукцию, затрудняется неоднородностью семантических данных, разрозненностью программных комплексов, требует единой интегрированной платформы управления данными. Цель исследования. Рассмотреть системный подход формирования метаархитектуры информационной платформы для исследуемой проблемной области с противоречивыми (априори неопределёнными) отношениями. Материалы и методы. Требуется формирование и применение определённой последовательности метаязыков системного моделирования, языков высокоуровневого программирования по правилам иерархии порождающих грамматик Хомского и семантической логики (онтологии) исследуемой проблемной области. Это обеспечивает последовательное редуцирование семантических свойств проблемной области в их синтаксические представления информационной системы. Например, для системного моделирования бизнес-процесса согласования конструкторско-технологической документации по CALS-методологии необходимо использовать математические методы, методы системной инженерии и средства PLM-системы Teamcenter. Результаты. В работе предложен концептуальный подход для построения и развития предметно-ориентированной метаархитектуры цифровой платформы единого информационного пространства (платформы) (ЕИП). Показано, что для исключения возникающих противоречий в проблемной области, в системе электронного документооборота, необходимо проектировать прямые и обратные модели «рабочих процессов» (Workflow). Приводятся результаты анализа существующих CASE-средств для их эффективной интеграции с PLM-системой Teamcenter. Заключение. Предложенная методология системного моделирования расширяет применение метаархитектуры цифровой модели ЕИП, позволяет оценить эффективность программного комплекса.
Бесплатно
Методология системного моделирования адаптивного управления машиностроительным производством
Статья научная
Модельная парадигма цифрового управления в производственных системах основана на интеллектуальной интеграции виртуальных и реальных процессов с объектами производства (их системными моделями). При этом платформой (средой) интеллектуальной интеграции виртуальных и реальных процессов выступает информационная среда предметно-ориентированной области. Функции специалистов в этом случае сводятся к роли экспертов, которые реализуют формальные предикатные знания, прописанные в соответствующих методиках и должностных инструкциях (документах) и анализируют актуализированные данные реального производства из соответствующих БД и БЗ. Этим обеспечиваются свойства идентифицируемости и прослеживаемости объектов производства и их процессов. Пространственное и временное распределение объектов производства холдинга определяют базовую систему координат для их системного моделирования и управления. Автоматизация интеллектуальных процессов организации, планирования, мониторинга и управления взаимосвязанными производственными объектами в пространстве и времени с учетом влияния внешней среды в реальном и виртуальном аспектах является важной и актуальной задачей. Системное моделирование - одна из основных составляющих организации любого процесса, в том числе и производственного. Необходимо также отметить, что процесс системного моделирования сам по себе является интеллектуальным, трудоемким и объективным процессом. Цель исследования. Разработать методологию системного моделирования (системного описания) и адаптивного управления производственной деятельностью отдельными предприятиями в составе машиностроительного холдинга. Разработать методику реализации данной системной модели. Методы исследования, использованные в работе: - принципы методологии системной инженерии (процессного подхода, жизненного цикла и др.); - комплексный подход и структурный анализ разнообразия информационных процессов взаимодействия отдельных производственных предприятий в составе холдинга; - функциональное моделирование динамических систем. Результаты. Предложена методология системного моделирования (системного описания) многоуровневого адаптивного управления распределенными в пространстве и времени производственными системами с учетом влияния внешней среды. На примере машиностроительного холдинга показано, что данная интеллектуализированная системная динамическая модель может быть реализована в форме информационно-советующей системы. Заключение. Предложенная методология системного анализа и моделирования адаптивного управления машиностроительным производством в составе холдинга позволяет решать актуальные задачи эффективного управления производственной деятельностью с учетом влияния внешней среды.
Бесплатно
Статья научная
Применение систем автоматизированного проектирования обеспечивает высокую эффективность профессиональной деятельности в условиях увеличения требований к объему проектных работ и срокам подготовки производства. Однако процесс автоматизации сопровождается усилением рисков экономического, информационного, психологического, дидактического и социального характера. В статье рассматривается методология управления подготовкой кадров к работе с системами автоматизированного проектирования технологических процессов по критерию безопасности. Предлагаемая методология опирается на принципы безопасности, классификацию ИКТ-компетенций, модель управления и на шаблоны поведения (паттерны). Среди паттернов выделены методы принятия решений и методика оценки безопасности подготовки кадров на основе анализа опыта работы и применения математических моделей. Методология управления подготовкой кадров обеспечивает минимизацию угроз экономического, информационного, психологического, социального и дидактического характера. Результаты использования методологии продемонстрированы на примере подготовки кадров к работе с САПР ТП в Южно-Уральском государственном университете и Азербайджанском техническом университете.
Бесплатно
Методы и особенности исследования вихревых расходомеров
Краткое сообщение
Применение вихревых расходомеров в промышленности весьма популярно ввиду их надежности и низкой стоимости, однако существует необходимость расширения диапазона измерения в сторону малых расходов. Ввиду специфики конструкции и принципа работы вихревые расходомеры имеют существенные физические ограничения при измерении расхода при малых скоростях потока. Коммерческим исследованием вихревых расходомеров ученые занимались в течение нескольких десятилетий, и немало внимания было уделено повышению точности измерения расхода. Авторы критически осмыслили ставшие уже традиционными методы улучшения метрологических характеристик таких расходомеров: методы исследования тела обтекания и проточной части расходомера, методы исследования датчика и устройства обработки сигналов измерительной информации вихревого расходомера, а также алгоритмические методы повышения точности измерения расхода. Особое внимание было уделено алгоритмическим методам повышения точности измерения расхода, так как применение таких методов требует лишь изменения программы работы встроенного в расходомер микроконтроллера, что весьма целесообразно экономически. Проведенное авторами экспериментальное исследование уравнения измерения расходомера показало, что значение числа Струхаля при малых скоростях потока не является константой и, следовательно, оказывает влияние на точность измерения расхода на данном диапазоне. Последующие исследования и выбор функции преобразования, учитывающей реальное значение числа Струхаля, позволили снизить погрешность измерения на малых расходах с 3 до 0,5 %.
Бесплатно
Методы и средства поддержки принятия решений водителя автомобиля по ограничению скоростного режима
Статья научная
Данная работа посвящена распознаванию дорожных знаков. Актуальность этой задачи обусловлена вопросами безопасности дорожного движения. Развитие современных компьютерных технологий позволило многим автопроизводителям установить системы технического зрения в серийные автомобили. За последние несколько лет компьютерное зрение набрало огромную популярность. Одной из задач компьютерного зрения является распознавание образов. Однако основными проблемами таких систем является низкая точность обнаружения, -а также невозможность некоторых систем распознавать российские дорожные знаки. Представлено описание системы распознавания дорожных знаков RoadAR на базе Android как наиболее бюджетный и доступный вариант решения задачи. Выполнено тестирование системы RoadAR в ясную, пасмурную погоду и в темное время суток. В результате был сделан вывод, что большинство систем распознают дорожные знаки, ограничивающие скоростной режим, но не контролируют зону действия знака. В связи с этим необходимо разработать алгоритмы распознавания дорожных знаков, которые отменяют знак «Ограничение максимально допустимой скорости». В работе представлен общий алгоритм распознавания знаков, использующий фильтр Гаусса, бинаризацию, поиск геометрических фигур и сравнение с эталоном. Кроме того, представлен алгоритм распознавания знака «Начало населенного пункта», основанный на алгоритме Кэнни, сегментации и распознавании символов на знаке. Информация о распознанных знаках будет далее использоваться в системе поддержки принятия решений водителя. Алгоритм поддержки принятия решений водителя базируется на правилах дорожного движения, распознанных знаках и данных скорости автомобиля.
Бесплатно
Методы контроля и диагностики информационных нарушений инерциальных навигационных систем
Статья научная
В работе предлагаются методы решения задачи контроля и диагностики информационных нарушений избыточных инерциальных навигационных систем с использованием нейронных сетей, приводятся результаты численного моделирования.
Бесплатно
