Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Статьи журнала - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Все статьи: 2563
Многоугольник конкурентоспособности как оценка социально- экономического развития крупных городов
Статья научная
Социально-экономическое развитие городов сегодня является актуальным направлением при территориальном планировании, что подкреплено на законодательном уровне. В 2014 году в Российской федерации был принят закон о стратегическом планировании, который обязывает каждое административно-территориальное образование разрабатывать стратегию социально-экономического развития с последующей оценкой эффективности. В статье представлена методика применения многоугольника конкурентоспо- собности на основе экспертных оценок для сравнения и определения уровня социально-экономического развития города по направлениям: экономика, хозяйственная деятельность и производство, экология, социальная сфера, культура и административные ресурсы. Уникальность авторской методики заключается в сравнении качественных характеристик социально-экономического состояния территории с последующей трансформацией данных в количественные, измеримые показатели, что позволяет провести наглядное сравнение не только по ряду индикаторов, но и определить конкурентные направления для дальнейшего устойчивого развития. Сложность и многомерность города объясняет необходимость применения при его анализе системного подхода. Многоугольник конкурентоспособности города на основе экспертных оценок позволяет провести комплексный анализ территории по ведущим социально-экономическим показателям, выявить состояния, в которых они находятся, определить конкурентоспособные направления в развитии города, что позволит правильно составить стратегический план развития. В статье также представлен алгоритм построения многоугольника конкурентоспособности крупных городов, который позволит в дальнейшем автоматизировать этот процесс.
Бесплатно
Многоуровневая структура обеспечения бюджетной безопасности государства
Статья научная
Финансовая основа устойчивого социально-экономического развития государства во многом определяется состоянием его бюджетной системы, что актуализирует исследования в области бюджетной безопасности государства. Определенный интерес, по нашему мнению, вызывает рассмотрение бюджетной безопасности страны как системы. Основываясь на устройстве бюджетной системы РФ, авторами предложена многоуровневая структура обеспечения бюджетной безопасности государства. Система бюджетной безопасности государства включает три уровня: макроуровень, мезоуровень и микроуровень. На каждом уровне система бюджетной безопасности формируется следующими основными подсистемами: нормативно-правовое обеспечение и регулирование бюджетной безопасности; субъект управления бюджетной безопасностью; объект управления бюджетной безопасностью; оценка состояния и результатов обеспечения бюджетной безопасности. Система бюджетной безопасности является открытой и осуществляет постоянное взаимодействие с внешней средой...
Бесплатно
Статья научная
Свекловичный жом - это главный побочный продукт сахарной промышленности, получаемый при традиционной технологии сахарного производства. Жом используют на корм скоту в свежем, кислом и сухом виде. Меласса является вторым побочным продуктом и представляет собой вязкую жидкость темно-коричневого цвета. При низких температурах (ниже 10 °С) она густеет и теряет текучесть. В значительной мере ее вязкость зависит от температуры нагрева. С повышением температуры в мелассе происходит карамелизация сахаров, т. е. превращение их в твердую кристаллическую массу. Меласса используется в комбикормовой промышленности при гранулировании и брикетировании кормов как связывающий ингредиент. При вводе мелассы в сушеный свекловичный жом смесь становится очень вязкой, что осложняет смешивание. Высокие требования предъявляются к смешиванию составляющих кормовых брикетов, поскольку при получении такой продукции данный процесс должен обеспечить ее высокую однородность и стабильность. В технологических процессах по изготовлению кормовых смесей первоначальной задачей является операция по смешиванию компонентов, результаты которой влияют на поедаемости и усвояемости кормов...
Бесплатно
Модели анализа функционирования производственных корпораций
Статья научная
В статье представлены модели анализа потокораспределения целевого продукта в установившемся режиме функционирования производственной корпорации. Рассмотрено получение модели установившегося потокораспределения целевого продукта производственной корпорации с учетом переменности потерь в участках сети на основе вариационного принципа.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматривается существующие и перспективные модели и процедуры интервальной оценки результатов контроля знаний в компьютерных системах с применением биноминального закона распределения и геометрического распределения, как частного случая отрицательного биноминального распределения. С целью перейти от точечных оценок эмпирической частости к адекватным теоретически обоснованным оценкам вероятности правильного действия, которые имеют количественно оцениваемый доверительный интервал. В тенденциях развития ТОС ВМФ отмечается следующий ряд основных противоречий: 1) между ростом возможностей ТОС как средств моделирования управляемых объектов и неизменностью их дидактических характеристик; 2) между необходимостью индивидуализации процесса подготовки и ограниченными психофизиологическими возможностями обучающих по управлению обучением в группах с количественным составом более 5-7 обучаемых; 3) между ростом числа и сложности задач управления обучением и неизменностью психофизиологических возможностей руководителей обучения. В качестве средства разрешения этих противоречий рассматривается автоматизация в ТОС ВМФ функций управления обучением.
Бесплатно
Модели многокритериального поэтапного выбора решений, их использование в сахарной промышленности
Статья научная
Оптимальное управление действующими системами может быть сведено к задаче многокритериального поэтапного выбора эффективных решений в дискретных системах. Их структуру можно описать в виде ориентированного графа с заданными на его дугах векторными весами, а проблему выбора свести к проблеме поиска оптимальных путей на графе. Существующие методы поиска применяются только для линейных систем, структура которых описывается ациклическими графами. Нелинейные структуры содержит в своем составе разветвления и/или возвраты технологических потоков и для них методы многокритериального поэтапного выбора непосредственно неприменимы. Для решения таких задач предлагается использовать модель декомпозиции графа, описывающего структуру рассматриваемой системы, на ациклические подграфы и модель синтеза эффективных интегральных путей. Последнее будем осуществлять последовательным объединением их фрагментов - эффективных путей, найденных в ациклических подграфах, и сужением посредством функции выбора с учетом условия целостности системы. Далее в статье приводится численная реализация моделей декомпозиции и синтеза интегральных решений. Предлагаемые модели проверялись на примере оптимизации отделения кристаллизации в сахарной промышленности. Задача заключалась в выборе из множества возможных управляющих воздействий некоторой совокупности альтернативных вариантов, оптимальных по 3 аддитивным критериям эффективности. На каждой стадии процесса были выбраны соответствующие управляющие воздействия и построен граф вариантов управляющих воздействий с заданными на его дугах количественными оценками критериев эффективности. В результате применения разработанных моделей было получено множество эффективных интегральных путей, состоящее из 38 вариантов. Каждому такому решению соответствовал вариант значений управляющих воздействий на стадиях процесса.
Бесплатно
Модели оценки эффективности деятельности сотрудников вуза
Статья научная
В работе обоснована необходимость совершенствования системы стимулирования сотрудников вуза в условиях конкурентной борьбы в сфере высшего образования, обоснована необходимость в разработке отдельной модели для оценки эффективности деятельности руководителей подразделений. Выполнен анализ методов оценки производственной функции подразделений. Показано преимущество применения пограничных методов оценки эффективности экономических структур в области высшего образования. Обоснован выбор метода оболочки данных DEA для решения поставленной задачи. Разработана модель оценки эффективности функционирования подразделений вуза на основе методологии DEA. На основе действующих в России, Казахстане и других странах систем оплаты труда сотрудников вузов разработана структура системы критериев оценки деятельности сотрудников вуза. Для уточнения и конкретизации критериев эффективности деятельности подразделений разработана стратегическая карта, которая позволила определить входные и выходные параметры модели. Использование методологии DEA позволяет учитывать большое количество входных и выходных параметров, повысить объективность оценки за счет исключения экспертов, получить промежуточные данные, позволяющие выявить сильные и слабые стороны оцениваемого объекта.
Бесплатно
Модели технологических систем с гидродинамикой идеального вытеснения и смешивания в Simulink
Статья научная
Основной трудностью при использовании динамических моделей элементов технологических систем с гидродинамикой идеального перемешивания и вытеснения в системах компьютерного моделирования MathWorks Simulink™ является представление обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) и дифференциальных уравнений в частных производных (ДУЧП), описывающих динамику процесса, в набор блоков MathWorks Simulink™. Цель работы - разработка подхода к синтезу матричных динамических моделей элементов технологических систем с гидродинамикой идеального перемешивания и вытеснения, позволяющего осуществлять переход от ДУЧП к системе ОДУ на основе матричного представления дискретизации производных по координате. Процесс синтеза динамической матричной математической модели рассматривался на примере охладителя сахарного сиропа. Показателями качества готового продукта выбраны размеры кристаллов сахарозы и их доля в общем объеме помадной массы. Учет зависимости вязкости сиропа от температуры, тепловых эффектов в результате процесса кристаллизации сахарозы из сиропа, конструктивных особенностей типовой помадосбивальной машины позволил уточнить динамику процесса охлаждения сиропа...
Бесплатно
Моделирование вероятностного конфликта технологических систем
Статья научная
В последнее время для исследования конфликтов все чаще применяется метод математического моделирования. Его значимость связана с тем, что экспериментальные исследования таких конфликтов достаточно трудоемки и сложны. Однако существующие подходы к исследованию конфликта не учитывают стохастический характер систем, страдают концептуальной неполнотой. Возникает потребность в разработке моделей, алгоритмов и принципов, позволяющих оценивать конфликтные взаимодействия, выбирать конфликтные решения для обеспечения не худших условий функционирования. Для стохастических технологических систем в качестве функции полезности будем рассматривать вероятность достижения заданной цели. Будем считать, что некоторая система S1 конфликтует с системой S2, (S2 К S1), если q(S1,S2)1,), где q - функция полезности надсистемы S = {S1,S2}. При этом можно говорить о конфликте случайных событий, заключающихся в достижении некоторых целевых состояний. Тогда, если А и В - совместные зависимые случайные события, то вероятностный конфликт между событиями (А К В) можно определить двумя способами: Определение 1. Между А и В наблюдается вероятностный конфликт первого рода (А К1 B), если P(A/B)2 B), если P(A/B)
Бесплатно
Статья научная
Разработана аппаратная аналоговая модель искусственной нейронной сети на основе специально обученной программной искусственной нейронной сети для моделирования процесса восстановления поврежденных биологических и биотехнических систем с использованием нейрочипов на основе эволюционного метода обучения. Проведена серия из 12 вычислительных экспериментов по восстановлению поврежденной аппаратной аналоговой искусственной нейронной сети с помощью программной искусственной нейронной сети. Для восстановления поврежденной сети используется эволюционный подход. В большинстве случаев удается восстановить поврежденную аппаратную аналоговую нейронную сеть до 100% точности. Полученные результаты подтверждают работоспособность предложенного подхода в рамках моделирования восстановления поврежденных биологических и биотехнических систем с использованием нейрочипа на основе эволюционного метода с применением механизма “изоляции”. Предложенный метод восстановления открывает перспективы для таких областей как: нейропротезирование, самообучающиеся и само адаптирующиеся системы; реверс-инжиниринг; восстановление поврежденных банков данных, восстановление изображений; принятие решений и управление и т. п.
Бесплатно
Статья научная
Математическое моделирование в программных пакетах CFD является мощным элементом проектирования и расчета задач любой сферы инженерной деятельности. CFD-пакет содержит в себе комплекс программ, которые позволяют на основе математических законов моделировать объекты различных областей науки. Для биотехнологических процессов, как и для других химико-технологических процессов, используется программа ANSYS Fluent, которая приспособлена для описания гидродинамики подобных систем. Поскольку одной из актуальных тем современной биотехнологии является культивирование клеток, то с помощью данного программного пакета была создана модель половолоконного мембранного биореактора. Изучаемые волокна представляют собой полые цилиндрические мембраны, предназначенные для культивирования клеток. Показателем эффективности процесса роста клеток в рассматриваемом биореакторе является увеличение численности клеток, а именно полное заполнение ими внешнего пространства мембранных волокон биореактора. С ростом клеток уменьшается проницаемость волокна, что влияет на проникновение питательной среды сквозь поры мембраны. Особенность процесса состоит в необходимости подачи такого количества жидкости, чтобы организовать доставку оптимального количества питательной среды клеткам, расположенным по всей поверхности мембраны. Для этого при различных объемных расходах рассчитано скоростное распределение потока питания внутри мембранного волокна и в целом биореакторе с учетом законов сохранения массы и импульса, а также допущений при составлении математической модели. В работе описан анализ гидродинамики в половолоконном мембранном биореакторе с помощью созданной трехмерной математической модели в программном комплексе ANSYS Fluent. Рассмотрены особенности построения модели для одной мембраны, а также отражены результаты моделирования гидродинамики потоков в объеме биореактора.
Бесплатно
Статья научная
Разработана математическая модель кинематики пластического течения при обжатии тонкостенной прецизионной трубы, применяемом для калибровки концов унифицированных элементов трубопровода летательных аппаратов из титановых сплавов и коррозионно-стойких сталей перед сборкой в трассу посредством автоматической аргонодуговой сварки кольцевых стыков. Для моделирования применяется энергетический критерий устойчивости с использованием кинематически возможных полей скоростей для получения верхней оценки усилия деформирования. Разработанная модель кинематики пластического течения позволяет получить энергосиловые параметры основного состояния процесса калибровки обжатием и может быть использована для решения задачи об устойчивости процесса деформирования по результатам сопоставления энергетических (силовых) параметров для основного (устойчивого) и возмущенного состояний. Моделирование производится в цилиндрической системе координат путем сравнения вариантов кинематически возможных полей скоростей течения, удовлетворяющих условию несжимаемости и кинематическим краевым условиям. По результатам моделирования был выбран вариант разрывного поля скоростей, при котором уменьшение наружного радиуса R происходит только за счет увеличения толщины стенки трубы t. Для данного варианта величина давления обжатия имела наименьшее значение, следовательно выбранное поле скоростей наиболее близко к действительному. Установлено, что с увеличением шага подачи l при калибровке многосекторным инструментом требуемое давление обжатия q уменьшается. При одинаковом шаге подачи l трубу с меньшей относительной толщиной t/R необходимо калибровать меньшим давлением обжатия. С возрастанием предела текучести при сдвиге материала трубной заготовки давление обжатия q увеличивается.
Бесплатно
Моделирование кинематики пластического течения при формообразовании гофра облегченного фланца
Статья научная
Определение предельных возможностей формообразования гофра фланца раздачей со свободным перемещением конца трубной заготовки в жестких разъемных матрицах эластичной средой.
Бесплатно
Моделирование кинетики вулканизации полидиенов
Статья научная
Предложена модель кинетики вулканизации, позволяющая описывать кинетические кривые любой формы и на базе экономного лабораторного эксперимента аналитически оценивать кинетику изотермической вулканизации. При изучении кинетики вулканизации принимали, что отдельные стадии процесса вулканизации значительно различаются по скорости и для определения параметров модели на реометрической кривой выделяли несколько областей. Это позволило описать процесс набором простых сопряженных реакций первого и второго порядка вулканизации.
Бесплатно
Статья научная
Процесс синтеза стирола, протекающий в двухступенчатом адиабатическом реакторе непрерывного действия, является сложной химико-технологической системой. Он характеризуется недетерминированностью, нестационарностью и протекает в условиях постоянно действующих неконтролируемых возмущений. В связи с этим задача разработки системы предиктивного управления концентрацией основного продукта реакции дегидрирования - стирола для поддержания данной величины в заданном диапазоне на протяжении всего периода эксплуатации является актуальной. Ее решение невозможно без разработки на основе уточненной кинетической схемы процесса модели, учитывающей падение активности каталитического слоя реактора вследствие коксообразования на его поверхности. В статье обоснованы и предложены: зависимость изменения падения активности каталитического слоя как функция времени эксплуатации реакторного блока и усовершенствованная модель кинетики химических превращений. Синтезированная математическая модель процесса представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений и позволяет: рассчитывать профили концентраций компонентов реакционной смеси за время прохождения шихты через ступени адиабатического реактора, определять состав контактного газа на выходе из реакторных ступеней на протяжении всего цикла работы каталитической системы, с учетом изменения температурного режима протекания процесса и падения активности каталитического слоя. Выполнена оценка значений констант скоростей химических реакций, а также расчет и анализ концентраций основных и побочных продуктов реакции дегидрирования на выходе из реакторной установки. Результаты моделирования показывают, что изменение температурного режима работы реактора, производимое по экспоненциальному закону с учетом дезактивации каталитического слоя, позволяет обеспечить выход конечного продукта в заданном технологическим регламентом диапазоне на протяжении всего цикла эксплуатации реакторного блока.
Бесплатно
Статья научная
Экстрагирование сахарозы является ключевым процессом свеклосахарного производства, определяющим его эффективность. Этот процесс существенно ускоряется при комплексном тепловом, электрическом и химическом воздействии на свекловичную ткань в процессе ее подготовки и осуществляется в ошпаривателях различных конструкций. Конструктивные параметры ошпаривателя можно оценить с использованием методов математического моделирования. При разработке модели применили конечно-элементный подход путем представления сложных тел в виде большого количества отдельных однотипных элементов и метод динамики частиц. При моделировании введен ряд коэффициентов, связанных с разбиением стружки на отдельные шарообразные элементы: mЭ, cС, dЭС, cИС. Для их расчета использовали справочные и экспериментальные данные. Математическая модель реализована в виде системы дифференциальных и алгебраических уравнений, для обработки которых разработана компьютерная программа на языке Object Pascal. Разработанная модель позволяет варьировать большое число конструктивных и технологических параметров ошпаривателя и механико-геометрических параметров свекловичной стружки, и определять показатели, характеризующие эффективность термохимической обработки стружки. В качестве конструктивных параметров выбраны угол наклона форсунки в вертикальной плоскости, длина и диаметр форсунки. Эффективность конструкции ошпаривателя оценивали массой свекловичной стружки, накопившейся на форсунке, и временем контакта свекловичной стружки с внутренними поверхностями ошпаривателя. В ходе компьютерного эксперимента установлено, что увеличение угла наклона форсунок при различных их длине и диаметре существенно снижает массу накапливающейся стружки и время контакта стружки с поверхностью ошпаривателя. Полученная модель предназначена для конструирования опытных образцов ошпаривателя.
Бесплатно
Моделирование коррозионного процесса при взаимодействии белой жести с овощными консервами
Статья научная
При выборе металлической упаковки для овощных консервов целесообразно учитывать их коррозионную агрессивность, т.к. коррозия внутренней поверхности является одним из факторов, оказывающих влияние на качество продукции в процессе хранения. Для рационализации коррозионных испытаний металлических упаковочных материалов пищевые продукты целесообразно заменять модельными средами - растворами органических кислот. Целью настоящей работы являлось изучение кинетики коррозии белой консервной жести электролитического лужения (ЭЖК) в модельных средах - водных растворах щавелевой (массовая доля 0,25-1,00%) и лимонной (массовая доля 0,25-1,50%) кислот, а также их смесей. Скорость равномерной коррозии измеряли методом линейного поляризационного сопротивления, питтинговой коррозии - амперометрии нулевого сопротивления. Испытания проводили при помощи коррозиметра «Эксперт-004», по двухэлектродной схеме. Для растворов щавелевой кислоты с массовой долей 0,25 и 0,50% и для всех растворов лимонной кислоты процесс характеризуется как равномерная коррозия - средние стационарные значения скоростей питтинговой коррозии в 7-11 раз меньше соответствующих значений скоростей равномерной коррозии (1,52-3,93 мкм/год и 17,42-26,56 мкм/год, соответственно)...
Бесплатно
Моделирование механизма мультипликатора инвестиций
Краткое сообщение
В статье отмечена актуальность выбранной темы в настоящее время, связанная с притоком денежных средств. Рассмотрены показатели, используемые при анализе эффективности инвестиций, которые можно подразделить на основанные, на дисконтированных оценках и основанные на учетных оценках. При оценке рисков рассмотрено влияние инфляции. Это достигается путем корректировки элементов денежного потока или коэффициента дисконтирования на индекс инфляции. В статье представлены подходы различных ученых к сущности термина «инвестиции», показано соотношение между ними, выделены отличительные признаки инвестиций по отношению к текущим затратам. Рассмотрены основные виды инвестиций, раскрыто их содержание. Определен мультипликатор инвестиций. При незначительном сокращении инвестиционных расходов может произойти существенное снижение дохода. Поэтому для эффективного функционирования экономики следует обеспечивать определенное значение коэффициента мультипликации, создавать условия для бесперебойной инвестиционной деятельности. Инвестиции играют существенную роль в функционировании и развитии экономики, а изменения в физических объемах и количественных соотношениях инвестиций оказывают воздействие на объем общественного производства.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложен алгоритм моделирования непрерывного процесса низкотемпературной свободно-радикальной сополимеризации бутадиена со стиролом в эмульсии, основанный на методе Монте-Карло. Этот процесс лежит в основе промышленного производства бутадиен-стирольного синтетического каучука, который является наиболее распространённым крупнотоннажным каучуком общего назначения. В основе алгоритма моделирования лежит имитация роста каждой макромолекулы образующегося сополимера и отслеживание происходящих с ней процессов. Моделирование осуществляется с учётом распределения по времени пребывания частиц в системе, что даёт возможность исследовать процесс, протекающий в батарее последовательно соединённых полимеризаторов. При этом каждый полимеризатор представляет собой реактор идеального смешения непрерывного действия. Так как процесс является непрерывным, то при моделировании учтено постоянное добавление порции реакционной смеси в первый реактор каскада. Построенная модель позволяет исследовать молекулярно-массовые и вязкостные характеристики образующегося продукта сополимеризации, прогнозировать массовое содержание бутадиена и стирола в сополимере, проводить расчёт молекулярно-массового распределения получаемого продукта в любой момент времени ведения процесса. По результатам проведённых вычислительных экспериментов проведён анализ влияния режима, вводимого во время ведения процесса регулятора на изменение характеристик образующегося бутадиен-стирольного сополимера. Так как рассматриваемый процесс проходит с участием мономеров двух типов, то помимо перечисленного модель позволяет исследовать композиционную неоднородность получаемого продукта, то есть проводить расчёт композиционного распределения и распределения макромолекул по размеру и составу. На основе предложенного алгоритма создано программное средство, позволяющее отслеживать изменение характеристик образующегося продукта в динамике.
Бесплатно
Моделирование одномерного гармонического осциллятора в среде matlab/simulink
Статья научная
Изложены результаты моделирования одномерного гармонического осциллятора средствами MATLAB/SIMULINK. На примере осцилляторов показаны возможные подходы и технологии построения моделей реальных физических систем на основе их математического описания.
Бесплатно
