Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1048
Цифровая трансформация социально-экономических систем как конечный результат процесса цифровизации
Статья научная
Статья посвящена сравнительному анализу трактовок понятий, связанных с процессом внедрения информационных технологий и систем, а именно: «информатизация», «цифровизация» и «цифровая трансформация». Дана критическая оценка различных подходов к определениям вышеозначенных терминов. Актуальность исследования подтверждается тем, что, несмотря на стремительное проникновение информационно-коммуникационных технологий во все сферы жизни и деятельности человека, методологическая база в данной области исследования до сих пор остается недостаточно проработанной, особенно в вопросе терминологии, вследствие чего наблюдается хаос в интерпретации понятий и не вполне корректное их использование. Цель работы. Исследование направлено на систематизацию подходов к определению понятий «информатизация», «цифровизация» и «цифровая трансформация», дифференциацию данных терминов и уточнению их трактовок. Материалы и методы. В процессе написания статьи были задействованы общенаучные методы и приемы исследования: описательный метод, метод сравнения, метод аналогий, исторический метод, структурно-функциональный метод, методы обобщения и типологизации, а также системный подход. В основу исследования легли материалы отечественных ежегодных статистических наблюдений в области оценки уровня развития и внедрения информационных технологий, а также результаты рейтингования стран по уровню освоения данных технологий, проводимых крупнейшими зарубежными консалтинговыми компаниями, агентствами и исследовательскими центрами, изучены различные методические материалы и теоретические обзорные статьи по теме исследования с целью их обобщения и систематизации. Результаты. В статье представлены результаты сравнительного анализа ряда терминов, связанных с процессом внедрения цифровых технологий, проведена их дифференциация, установлены основные признаки и характеристики каждого из них. Даны определения уточняющего характера следующих понятий: «информатизация», «цифровизация» и «цифровая трансформация». Информатизацию, оцифровку, автоматизацию, цифровизацию и цифровую трансформацию предлагается рассматривать в качестве последовательных содержательных этапов в процессе внедрения информационных систем и технологий. При этом цифровая трансформация социально-экономических систем рассматривается в качестве конечного желаемого результата процесса цифровизации, при котором наблюдается качественный скачок (прорыв) в развитии социально-экономической системы и происходит переосмысление и перестройка большинства наиболее важных процессов (бизнес-процессов). Подобные качественные преобразования ведут к изменению бизнес-модели, затрагивая все элементы системы. Заключение. Преимуществом предложенного в рамках данного исследования подхода является то, что все вышеобозначенные термины рассматриваются здесь не изолированно, а во взаимосвязи, являясь частью общего процесса, отражая сущность и содержание такого сложного и неоднозначного явления, как цифровая трансформация.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время одним из перспективных направлений развития экономики является цифровизация в целом и формирование качественной информационной инфраструктуры в частности. Особенно это актуально для процессов активизации государственно-частного партнерства - взаимовыгодного взаимодействия государства и бизнеса. В связи с пандемией инвесторы работают со своим портфелем более осторожно, и привлекать частные средства становится сложнее. Целью исследования является анализ информационной среды для ГЧП-проектов, а именно оценка ее привлекательности и прозрачности для инвесторов. Задачами являются анализ распределения концессионных соглашений по объему инвестиций, выявление проблемных зон в реализации программ государственно-частного партнерства РФ, описание мероприятий, способствующих повышению эффективности государственно-частного взаимодействия. В работе применялись общенаучные методы анализа и синтеза, а также экономико-статистический и сравнительный методы. Авторы опирались на такие материалы, как актуальные публикации отечественных и зарубежных ученых по теме исследования, материалы всероссийских и международных конференций по управлению, электронные отчеты исследовательских центров и официальную статистику, представленную государственными органами. В качестве результатов приводится описание интерактивной карты-рейтинга городов по уровню развития проектной деятельности в сфере государственно-частного партнерства. Интерактивная карта - это мощный инструмент цифровой трансформации, в отличие от ежегодных публикуемых электронных и бумажных отчетов точнее отражает ситуацию на рынке ГЧП проектов в текущий момент времени, то есть информация остается актуальной для каждого запроса каждого последующего пользователя. Также в статье приводятся результаты сравнительного анализа популярных картографических программ для определения наиболее эффективной и устойчивой платформы для создания сервиса. Преобразуя таким образом традиционную информационную инфраструктуру, можно повысить инвестиционную привлекательность субъектов, а следовательно, повлиять на уровень качества жизни жителей как отдельных городов, так и всей страны.
Бесплатно
Цифровые технологии в широкополосных приемниках СВЧ радиосигналов
Статья научная
Рассматривается цифровая технология обработки СВЧ радиосигналов на базе алгоритма монобитного быстрого преобразования Фурье. Показана возможность применения алгоритма в цифровых широкополосных приемниках СВЧ радиосигналов для решения задач обнаружения и измерения основных параметров радиосигналов.
Бесплатно
Численное исследование распространения цилиндрических ударных волн в гетерогенных средах
Статья научная
Проведено численное исследование распространения цилиндрической ударной волны и ее взаимодействие с прилегающим слоем гетерогенной двухфазной среды. Для решения уравнений сохранения двухфазной среды была применена модификация метода Неймана Рихтмайера, адаптированная для расчетов течений гетерогенных сред. Сложности расчета течений, содержащих разрывы типа ударных волн, связаны с необходимостью постоянного пересчета расчетных сеток в области высоких градиентов давления. Совокупность задач: построение математической модели двухфазной среды, модификация численного метода расчета, алгоритмы перестройки расчетных сеток представлены в виде законченной компьютерной технологии, позволяющей эффективно проводить расчеты многомерных задач по распространению сильных разрывов в гетерогенных средах.
Бесплатно
Численный метод обработки результатов динамических измерений
Статья научная
Проблема обработки данных, полученных при динамических измерениях - одна из центральных проблем в измерительной технике. Цель исследования. Статья посвящена исследованию устойчивости метода решения задачи обработки результатов динамических измерений относительно погрешности в исходных данных. Поэтому актуальной задачей является разработка алгоритмами обработки результатов динамических измерений. Материалы и методы. В этой статье предлагается алгоритм обработки данных, полученных при динамических измерениях на основе конечно-разностного подхода. Основные предпосылки математической модели задачи динамических измерений, связанной с процессами восстановления входного сигнала в условиях неполных и зашумленных исходных данных, заключаются в следующем. Изначально известна функция зашумленного выходного сигнала. Восстановление входного сигнала осуществляется с помощью передаточной функции датчика. Передаточная функция датчика представлена в виде дифференциального уравнения. Это уравнение описывает состояние динамической системы в реальном времени. Предлагаемая вычислительная схема метода основана на конечно-разностных аналогах частных производных и метода регуляризации по Тихонову была построена численная модель датчика. Проблема устойчивости метода решения дифференциальных уравнений высокого порядка также является одной из центральных проблем обработки данных в системах автоматического управления. Основываясь на подходе обобщенного квазиоптимального выбора параметра регуляризации в методе Лаврентьева, была найдена зависимость параметра регуляризации, параметров динамической измерительной системы, показателем шума и необходимым уровнем точности. Полученные результаты. Основной целью вычислительного эксперимента было построение численного решения рассматриваемой задачи. Стандартные тестовые функции рассматривались как входные сигналы. В качестве входного сигнала, подавались тестовые сигналы, моделирующие различные физические процессы. Была найдена функция выходного сигнала с помощью предложенного численного метода, найденная функция была зашумлена аддитивным шумом в 5 %. Заключение. По зашумленному сигналу был восстановлен входной сигнал. Отклонение восстановленного сигнала от исходного во всех экспериментах составило не более 0,05, что говорит об устойчивости данного метода относительно зашумленных данных.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены некоторые обратные задачи для параболических уравнений с неизвестными начальными условиями и граничными условиями, известными на части границы. Указана принципиальная возможность построения численного решения этих задач в рассматриваемой области и предложена вычислительная схема метода, с помощью которой построено численное решение обратной задачи не только на границе, но и во всей рассматриваемой области при неизвестных начальных условиях. С целью проверки эффективности предложенного метода был осуществлен вычислительный эксперимент. Результаты вычислительного эксперимента и найденные экспериментальные оценки погрешностей представлены в статье и свидетельствуют об эффективности предложенного численного метода.
Бесплатно
Численный подход к оценке погрешности некорректных задач
Краткое сообщение
Модуль непрерывности обратного оператора приводит к минимизации невыпуклого функционала. На практике модуль непрерывности может быть вычислен для очень узкого класса задач. Главной трудностью при его вычислении является коммутируемость входящих в задачу операторов. Так как это условие в реальных задачах редко выполняется, то возникла необходимость в численных алгоритмах для оценки погрешности. Предложен численный алгоритм для оценки приближенного решения операторного уравнения первого рода, полученного методом невязки, не использующий модуль непрерывности обратного оператора. Показано, что эта оценка погрешности не хуже оценки, использующей модуль непрерывности обратного оператора. Предложенный в работе подход позволяет значительно расширить класс задач, к которым он применим, а также получить точность оценки, не уступающую той, которая могла бы быть получена с помощью модуля непрерывности обратного оператора.
Бесплатно
Число локальных аттракторов безмасштабных сетей Хопфилда
Статья научная
Рассматриваются оценки числа локальных аттракторов для модели Хопфилда с непрерывными состояниями, непрерывным временем и с графом взаимодействия, имеющим безмасштабную структуру. Число локальных аттракторов Na определяет размер памяти (емкость) сети и является важнейшей характеристикой сети. Проблеме оценки Na было уделено большое внимание, но в основном рассматривались булевские модели такого типа или модели с симметричным взаимодействием. Во втором случае емкость пропорциональна числу нейронов N. Мы получаем оценку максимального значения Na, которая содержит характеристики графа взаимодействия сети. Из нее следует, что емкость может расти как функция exp(cNa), где c, a - положительные числа. Далее с помощью компьютерных симуляций найдена связь между Na и числом центров (сильно связанных нейронов) в сети. При помощи регрессии получена формула для емкости как функции числа центров. Показано, что логарифм емкости пропорционален числу центров, а число центров пропорционально корню N. Результаты могут иметь приложения к проблемам создания моделей ассоциативной памяти и к моделированию морфогенеза с помощью генетических сетей.
Бесплатно
Шестой технологический уклад: некоторые экономические сценарии для предприятий
Статья научная
Исследованы некоторые сценарии изменения экономических характеристик развития предприятий с приходом шестого технологического уклада. Рассмотрены тренды изменения удельных показателей энерго-, материало-, трудоемкости российских организаций. Показано, что на горизонте 20-30 лет при существующих тенденциях (без ускорения) ожидается уменьшение удельных показателей затрат до 30 %, что приведет к существенным изменениям прибыльности предприятий. В качестве целевых показателей рассматриваются: а) стоимость бизнеса EV и б) многолетняя экономическая добавленная стоимость EVA. Показано, что организации, которые «не откликнутся» на технологические изменения, в разы «проиграют» по целевым показателям и фактически будут неконкурентоспособными.
Бесплатно
Эквивалентные структурные схемы дискретных электромехатронных преобразователей
Статья научная
Предложены упрощенные эквивалентные структурные схемы разомкнутых элек-тромехатронных преобразователей (ЭМТП) с шаговыми электродвигателями (ШЭД) и локально-замкнутого ЭМТП с вентильными электродвигателями (ВЭД). Упрощение достигнуто принятием ряда корректных допущений.
Бесплатно
Экспериментальная идентификация структуры и параметров автоматических регуляторов систем отопления
Краткое сообщение
На сегодняшний день основные задачи реализации программ энергосбережения в стране состоят в обеспечении эффективности всех процессов, связанных с производством, передачей и потреблением энергоносителей. В коммунальном хозяйстве потребление тепловой энергии практически на порядок превосходит потребление электрической энергии в связи с нуждами отопления и горячего водоснабжения. Помимо этого, график тепловой нагрузки в течение отопительного сезона сильно варьируется (в 5-6 раз) не только от времени суток, но и от климатических условий. В связи с этим повышение энергоэффективности в системах теплоснабжения за счет обеспечения в них качественного процесса регулирования является актуальной задачей. В статье представлен опыт проведения идентификации регуляторов температуры теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения. Приведены алгоритмы и результаты идентификации трех наиболее часто применяемых в системах отопления и ГВС регуляторов: ECL Comfort (производитель Danfoss), Vitotronic (производитель Viessmann), 90С (производитель ESBE).
Бесплатно
Статья научная
В предыдущих работах авторов показана принципиальная возможность создания самокалибрующихся сенсоров на основе фазовых переходов 2-го рода. В данной работе производится оценка погрешности измерения для никель-платиновой термопары по известной точке Кюри никеля.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается экспериментальное исследование методики диагностики технического состояния тензопреобразователя давления, основанной на оценке его динамической характеристики. Приведены результаты эксперимента и критерий, позволяющий сделать предварительные выводы о возможности использования данного метода диагностики.
Бесплатно
Экспериментальное исследование полосно-пропускающих фильтров на основе многослойной технологии
Статья научная
Частотно-селективные СВЧ-устройства являются неотъемлемой частью антенно-фидерного тракта систем радиолокации и радионавигации, а также других инфокоммуникационных систем связи. Наибольшее распространение в указанных системах получили полосно-пропускающие фильтры. Они обеспечивают первичную селекцию полезного сигнала в смеси его с шумом. Перспективным направлением конструирования СВЧ полосно-пропускающих фильтров является их многослойное исполнение с применением полосковых и щелевых резонаторов. В настоящее время такая конструкция СВЧ полосно-пропускающих фильтров до конца не исследована. Цель исследования. Целью настоящей работы является экспериментальное исследование полосно-пропускающих фильтров на основе многослойной полосково-щелевой технологии их построения. При этом экспериментальному исследованию подлежат их амплитудно-частотные характеристики, в том числе элементы матрицы рассеяния - коэффициент отражения и коэффициент передачи в диапазоне частот. Материалы и методы. В рамках настоящего исследования проведено компьютерное моделирование полосно-пропускающих фильтров в программе электродинамического моделирования, где были подобраны основные геометрические размеры элементов топологии фильтров и предварительно исследованы их амплитудно-частотные характеристики. При этом особенностью исследуемых полосно-пропускающих фильтров является применение в их конструкции отечественного СВЧ-материала на основе слоев фторопласта - ФАФ-4Д, что соответствует программе импортозамещения. По результатам компьютерного моделирования были изготовлены макеты полосно-пропускающих фильтров и проведено их экспериментальное исследование при использовании векторного анализатора цепей в диапазоне частот до 2 ГГц. Результаты. По результатам экспериментального исследования было определено хорошее качественное и количественное согласование теоретических и экспериментальных данных. Так, максимальное отклонение значения амплитуды коэффициента передачи, полученного по результатам компьютерного моделирования, от результатов эксперимента составляет не более 0,53 дБ; максимальное отклонение границ полосы пропускания составляет не более 30 МГц (3 % относительно центральной частоты). Заключение. Результаты экспериментального исследования доказывают возможность разработки и применения СВЧ полосно-пропускающих фильтров на основе многослойной полосково-щелевой технологии.
Бесплатно
Краткое сообщение
Насосные комплексы (НК) часто могут работать в условиях нестационарности, при которых появляются кавитация и автоколебания, уменьшается КПД и срок службы оборудования. Сложность определения наличия нестационарных процессов и автоматизированная диагностика НК в этих условиях обусловлена отсутствием четких информативных параметров, по которым можно однозначно классифицировать наличие данного процесса. В статье на примере реального промышленного НК произведен анализ данной проблемы, рассмотрены методы диагностики и управления режимами работы НК, определена зависимость нестационарных процессов от рабочих характеристик НК.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается техническая возможность применения коммуникационного стандарта WirelessHART для организации цифровой беспроводной связи в распределенных сетях автоматизированных систем энергетического менеджмента зданий. Приводится детальное описание постановки и хода выполнения проведенных экспериментов. На основе анализа результатов экспериментов сделаны основные выводы и сформулирован ряд ограничений в применении стандарта WirelessHART в указанных системах.
Бесплатно
Экспертная система диагностики причин образования опасных микродефектов в кабельной изоляции
Статья научная
Введение. Рассмотрена проблема диагностики причин образования опасных микродефектов в кабельной изоляции. Данный вопрос является весьма актуальным, так как качество электрической изоляции оказывает непосредственное влияние на надежность и безопасность всего изделия. Для определения и устранения причин появления опасных микродефектов на предприятиях внедрены системы управления качеством, чья работа основана на циклических механизмах и сопряжена с экономическими издержками, вызванными проведением технологических экспериментов. При этом также большое значение имеют опыт и квалификация персонала, анализирующего поступающую информацию. Сложность проводимого анализа заключается в отсутствии однозначной взаимосвязи между значениями показателей качества и причинами микродефектов, в результате чего формируются ошибки при регулировании технологического процесса. Цель исследования. Разработка экспертной системы для оказания поддержки в принятии решений по диагностике причин образования опасных микродефектов в кабельной изоляции. Материалы и методы. Задача диагностики причин микродефектов может быть представлена как задача нечеткой классификации или распознавания образов. Для ее решения нами была разработана экспертная система, аккумулирующая опыт специалистов высокого уровня ведущих предприятий отрасли. Основными компонентами системы являются машина нечеткого логического вывода и продукционная база знаний. Механизм вывода основан на алгоритме Мамдани с включением дополнительных элементов, отвечающих специфике задачи. База знаний и функции принадлежности разработаны для силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение от 6 до 35 кВ включительно. Выходом экспертной системы является нечеткий образ возможных причин образования опасных микродефектов. Результаты. По результатам тестирования при использовании разработанной нами системы издержки на проведение экспериментов сократились на 24 %. Заключение. Таким образом, создание системы позволило уменьшить число ошибок при диагностике причин образования опасных микродефектов в кабельной изоляции, повысить степень автоматизации технологического процесса и увеличить эффективность системы управления качеством.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Оценка состояния узлов электроцентробежных насосов является одной из множества задач, которые необходимо решить для повышения эффективности бизнес-процессов нефтедобычи. Повышение эффективности процессов мониторинга состояния и прогнозирования отказов электроцентробежных насосов зачастую требует разработки специального математического и информационного обеспечения. Цель исследования. Проработка вопросов применения экспертных систем для оценки технического состояния узлов электроцентробежных насосов на основе полученных знаний. Материалы и методы. Экспертная система рассматривается в качестве вспомогательного инструмента, минимизирующего ошибки, связанные с ложным срабатыванием предиктивной аналитики. Экспертная система на основе трендов по каждому показателю электроцентробежного насоса (давление, вибрация, сила тока и т. д.) формирует оценку технического состояния, например, диагностируя определенный вид неисправности. Для хранения знаний в экспертной системе рассматриваются фреймы и продукции. Детально рассмотрен продукционный способ представления знаний и предложена возможность применения нечеткого логического вывода. Результаты. Исследованы возможности экспертных систем, основанных на знаниях, включая модели представления знаний с учетом нечеткости информации и алгоритмы логического вывода. Обосновано применение продукционной модели представления знаний экспертов, показано применение теории нечетких множеств для обработки знаний экспертов. Предложена концепция интеллектуальной информационной системы, включающей экспертную систему поддержки принятия решений, основанную на знаниях, а также блок предварительной и глубокой обработки данных, включая компонент предиктивной аналитики, основанный на нейросетевых технологиях. Представлен демонстрационный пример применения экспертной системы, а также рассмотрены особенности ее реализации в оболочке FuzzyCLIPS. Заключение. Исследуемые методы и модели апробированы на реальных данных, что подтверждает возможность их использования при разработке интеллектуальной информационной системы.
Бесплатно
Экспертная система управления роботом
Статья научная
Рассмотрены общие вопросы разработки экспертных систем для приводного, тактического и стратегического уровней управления роботом. Описаны преимущества интеллектуального управления и перспективы работ по интеллектуальному управлению в робототехнике.
Бесплатно
