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: 1119
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
Методы обработки сигналов при измерении уровня продукта в резервуаре частотным радиодальномером
Статья научная
Приведен обзор методов обработки сигналов. Показано, что высокую точность измерения расстояния можно обеспечить, используя при обработке нули сигнала разностной частоты. Указаны методы, которые могут использоваться для создания приборов, обеспечивающих погрешность измерения расстояния в несколько миллиметров и менее.
Бесплатно
Методы оптимизации планов застройки района
Статья научная
Показано, что задача максимизации жилой площади при ограничениях на стоимость строительства и площадь земельного участка сводится к задаче целочисленного программирования с двумя ограничениями. Для ее решения можно применить стандартные известные методы и алгоритмы. Рассмотрим, однако, другой подход, в основе которого лежит метод сетей допустимых решений, предложенный В.Н. Бурковым. Идея метода состоит в следующем. Рассмотрим первое из ограничений задачи и построим сеть всех допустимых решений для этого ограничения. На основании введенного понятия проблемной вершины доказывается теорема о том, что предлагаемый способ построения сети всех допустимых решений будет содержать все решения, удовлетворяющие ограничениям исходной задачи, а длина максимального пути в такой сети будет определять оценку сверху для исходной задачи. Показано, что если путь максимальной длины не содержит проблемных вершин, то соответствующее решение является оптимальным. Алгоритм обобщен на случай учета рисков строительства.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Методы фильтрации изображений в рентгеновской компьютерной томографии
Статья научная
В медицинской рентгеновской компьютерной томографии (КТ) существенная часть вычислений, связанных с созданием изображения КТ, относится к сокращению числа и удалению артефактов. Теоретически любой артефакт изображения может быть определён как любое различие между реконструированными значениями изображения и истинными коэффициентами затухания объекта. Хотя это определение достаточно широко для того, чтобы покрыть почти все типы неидеальных изображений, оно имеет малое практическое значение, так как почти каждое изображение, полученное от сканера КТ, содержит «артефакты» по этому определению.В данной работе проведена систематизация методов фильтрации артефактов и шумов изображений применительно к изображениям КТ, рассмотрены их фильтрующие качества, определены наиболее значимые методы и их комбинации для КТ, разработаны алгоритмы и программы для комбинированных (составных) методов фильтрации и осуществлено применение их в программном обеспечении КТ.
Бесплатно
Механизм воздействия модулированного высокочастотного сигнала на неидеальный диэлектрик. Радиозвук
Статья научная
Работа относится к области электромагнитной совместимости. Анализируется микроволновый звуковой эффект как наблюдаемое явление преобразования высокочастотного радиосигнала в акустические колебания. Это явление называется радиозвуковым эффектом. Этот сенсорно-акустический эффект представляет собой физическое явление, связанное с преобразованием электромагнитной энергии в низкочастотные механические колебания на пути к рецепторному аппарату путем костной звукопроводимости. В работе рассматриваются физические механизмы взаимодействий амплитудно-модулированного высокочастотного электрического сигнала с неидеальным диэлектриком, приводящие к трансформации в низкочастотные механические или акустические колебания с гармониками модулированного сигнала. В статье представлены исследования возможных эффектов прямого воздействия высокочастотного поля в лечебной практике или физиотерапии. Рассматриваются и анализируются механизмы взаимодействия модулированного высокочастотного сигнала со слабо поглощающим веществом с целью обнаружения электроакустического эффекта. В работе подтверждается наличие исследуемого эффекта нелинейно-инерционного преобразования модулированного высокочастотного сигнала в низкочастотный звук.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты теоретического исследования по установлению механизма противодействия биопленкообразованию микроорганизмов при использовании микроволнового излучения природного происхождения. При использовании модели микроволнового излучения в виде непрерывной последовательности частотно-модулированных сигналов рассмотрены основные физические процессы, лежащие в основе противодействия биопленкообразованию. Доказывается, что моделированное широкополосное излучение СВЧ-диапазона может блокировать образование условно-патогенными микроорганизмами внеклеточного матрикса. Результаты проведенного исследования подтверждают гипотезу об эволюционной природе управляющей роли широкополосного микроволнового излучения на процессы жизнедеятельности организмов. Они открывают реальные перспективы снижения персистентного потенциала микроорганизмов и повышения эффективности лечения бактериальных инфекций.
Бесплатно
Краткое сообщение
Предлагается механизм реализации энергосервисных проектов с учетом дефицита бюджетных средств, основанных на муниципально-частном партнерстве, на объектах, находящихся в муниципальной собственности. Кроме того, раскрываются следующие понятия: муниципально-частное партнерство, муниципальный энергосервисный договор (контракт), механизм управления энергосервисными проектами. Рассмотрен ключевой элемент управления энергосервисными проектами - муниципальное бюджетное учреждение «Челябинский городской фонд энергоэффективности и инновационных технологий». Авторами предложено введение третьего участника для управления энергосервисными проектами - Инвестора, выступающего в качестве частного партнера на равных правах с публичным партнером. Инвестор перечисляет денежные средства на субсчет «Энергосбережение» муниципального бюджетного учреждения «Челябинский городской фонд энергоэффективности и инновационных технологий» на основании соглашения о намерениях. Указанное муниципальное бюджетное учреждение выполняет аккумулятивную функцию и функцию распределения экономии, полученной от реализации энергосервисных мероприятий, между Инвестором и энергосервисной компанией.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача организации процесса перепрофилирования лечебно-профилактических учреждений посредством управления ресурсом коечного фонда на основе согласования интересов агентов при нестационарной динамике заболеваний, в частности коронавирусной инфекции. Актуальность задачи обусловлена необходимостью принятия эффективных управленческих решений при ограничении временного ресурса и невозможности применения ранее используемых подходов, в частности статистических данных о пиках заболеваемости. Решение возможно посредством предложенного механизма управления. Целью работы является разработка механизма управления составом и структурой организационной системы, позволяющего обеспечить рациональное поведение каналов с востребованным соотношением показателей эффективности и качества обслуживания. Данные мероприятия способствуют уменьшению очередей пациентов, сокращению количества неудовлетворенных обслуживанием пациентов за счет своевременного предоставления необходимого и достаточного количества коечного фонда. Материалы и методы. Предложено использование принципов открытого управления системами с активными элементами, метода имитационного моделирования для описания происходящих процессов загрузки отделений учреждения с известным периодом дискретности накопления заявок и процессом их обработки, а также механизма комплексного оценивания и обобщенных медианных механизмов согласования мнений агентов. Данный выбор обусловлен нестационарностью потока заявок на госпитализацию и необходимостью принятия управленческих решений в организационной системе при ограничении временного ресурса и коечного фонда. Данные методы позволят агентам оперативно принимать решения и исключат факторы субъективизма. Результаты. Выполнено построение субъектно-ориентированной модели в отдельном подразделении с использованием программного продукта, представленного механизмами комплексного оценивания. Значение комплексной оценки отражает существенное влияние факторов при поиске рационального режима работы отделения и позволяет прогнозировать своевременно его смену. Модифицированная медианная схема позволяет оперативно согласовать истинные мнения агентов, а графоаналитический метод в данном вопросе делает процедуру нахождения согласованного решения наглядной и удобной. Заключение. Предложенный в работе механизм позволяет осуществлять эффективное управление составом и структурой организационной системы, тем самым улучшить работу медицинского учреждения при нестационарных процессах поступления заявок на госпитализацию.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время мехатроника и робототехника играют огромную роль в развитии современной медицины. Главной целью развития медицинской робототехники является высокая точность и качество обслуживания, повышение эффективности лечения, уменьшение рисков нанесения вреда здоровью человека. Однако, несмотря на достижения техники и технологий, специалисты здравоохранения не всегда осведомлены о них, а инженеры не имеют полной информации о потребностях современной медицины. Авторами проведен критический анализ специфических особенностей сферы здравоохранения и инженерии в области, связанной с взаимодействием с мехатроникой и робототехникой. Выявлены причины возникновения сложившейся ситуации и предложены пути решения проблемы. Для достижения поставленной цели был проведен анализ законодательных и нормативно-правовых документов в сфере развития науки и технологий, стратегии развития медицины, использованы методы анализа теоретических и практических предпосылок использования мехатроники и робототехники как инновационного звена в развитии медицине и инженерии. Предложены педагогические пути решения описанного парадокса путем корректировки подходов к ведению занятий на циклах повышения квалификации специалистов здравоохранения и инженеров. Изложены факты реальной действительности, которые составляют основу практических действий, связанных с проведением междисциплинарных исследований. Даны рекомендации для обеспечения более высокого уровня взаимодействия специалистов здравоохранения и инженеров-робототехников. Определены причины возникновения низкого взаимодействия специалистов здравоохранения и инженеров-робототехников при решении междисциплинарных задач. Предложены педагогические пути решения данной проблемы. По итогам исследования авторы делают вывод о том, что причиной недостаточно плотного взаимодействия специалистов здравоохранения и инженеров-робототехников является изолированность специалистов различных областей знаний, отсутствие необходимого информационного обеспечения инновационных проектов и отсутствие межведомственного планирования рыночно ориентированных исследований и анализа прогнозной маркетинговой информации и четкой стратегии коммерциализации.
Бесплатно
Миграция данных в контексте ERP-систем
Статья научная
В основе каждой ERP-системы лежит единая база данных, которая позволяет сотрудникам организации полагаться на один и тот же согласованный набор информации. Миграция данных является важной составляющей проектов обновления, внедрения и интеграции ERP. При этом сценарий миграции может быть сложным и длительным, требовать большого количества ресурсов и высокой компетенции руководящего персонала. Недооценка необходимых времени и усилий может привести к существенному увеличению расходов и затягиванию сроков ввода ERP в эксплуатацию. Точность и полнота передаваемых данных также имеют большое значение, поскольку многие аспекты бизнеса - удовлетворение потребностей клиентов, принятие решений, цепочка поставок и отношения с партнерами - будут зависеть от качества данных. Несмотря на это, сложность сценариев миграции данных традиционно недооценивается. В большинстве существующих исследований миграция данных рассматривается преимущественно с технической стороны. Аспекты, связанные с концептуальным содержанием миграции данных, ее взаимосвязью с бизнес-процессами и управлением компанией, а также специфической ролью миграции данных в проектах обновления, внедрения и интеграции ERP-систем, остаются недостаточно проработанными. Цель исследования. Целью данной работы является дополнение теоретических представлений о содержании, разнообразии, проблемах и стратегиях миграции данных в контексте ERP-систем. Материалы и методы. В статье приведены обобщение и систематизация видов, этапов, ключевых стратегий и наиболее значимых проблем миграции данных. В целях данного исследования был рассмотрен, переработан и дополнен материал из 23 источников на близкую тематику. Результаты. В работе описаны классификации видов миграции данных, приведены примеры, относящиеся к ERP. Детально описаны и дополнены этапы проекта миграции данных. Приведено сравнение двух ключевых стратегий миграции данных, выделены их преимущества и недостатки, сформированы рекомендации для применения той или иной стратегии. Рассмотрены основные проблемы миграции данных в контексте ERP-систем, последствия данных проблем для всего проекта миграции. Заключение. Полученные результаты позволяют утверждать, что миграция данных является сложным и трудоемким процессом, требующим серьезных компетенций от руководства и исполнителей. Стратегия миграции должна быть разработана эффективным образом с учетом всего многообразия влияющих факторов.
Бесплатно
Многокритериальная задача формирования поколений новой техники
Статья научная
Цель исследования. Отмечается, что приоритетным направлением развития экономики является инновационное направление, а это предполагает организацию работ по формированию поколений новой техники. Данное обстоятельство вызвано рядом факторов. Показано, что в ходе решения этих задач наиболее перспективными являются способы многокритериального описания проблемы. Отсюда возникает необходимость осуществления редукции методов многокритериальной оптимизации применительно к задачам формирования новых поколений техники. Отмечается сложность процесса разработки инновационных решений, обеспечивающих учет технологических, экономических и экологических факторов. Приведена формальная постановка задачи выбора технологий, обеспечивающей максимизацию выручки в рамках выделенного бюджета при минимальном количестве отбираемых решений.
Бесплатно
Многосвязная система оптимального регулирования экономичности потребления топлива
Статья научная
Рассматривается построение многосвязной системы оптимального регулирования экономичности потребления топлива для блока паровых котлов. Предлагается минимизировать потребление топлива за счет стабилизации режимных параметров и коррекции подачи воздуха по критерию максимума динамического КПД котла.
Бесплатно
Многоточечная начально-конечная задача для стохастической модели Баренблатта - Желтова - Кочиной
Статья научная
Рассматривается многоточечная начально-конечная задача для уравнения Баренблатта - Желтова - Кочиной, возмущенного белым шумом. Показана редукция рассматриваемой задачи к многоточечной начально-конечной задаче для стохастического уравнения соболевского типа. Получены достаточные условия однозначной разрешимости как для абстрактной задачи, так и для стохастической модели Баренблатта - Желтова - Кочиной.
Бесплатно
