Научный архив: статьи

До сих пор неполно освещены вопросы прогнозирования эффективности работы оборудования обогатительных фабрик как одного из основных подразделений по переработке добытого полезного ископаемого на горно-обогатительном комбинате при реализации технологических процессов измельчения руды; приведенные оценки являются в основном приближенными и характеризуются низким уровнем достоверности. Целью данной работы является разработка моделей для построения прототипов подсистемы, которая поспособствует повышению эффективности работы измельчительного оборудования и фабрики в целом за счет гибкого и оперативного планирования производственных затрат. Проведенный анализ указывает на актуальность в данном аспекте методов предиктивной аналитики, обеспечивающих установление научно обоснованных обратных связей, актуализацию выработки управляющих решений в сфере планирования производства на основе высокоточных модельных оценок и прогнозирования результатов производственных операций и процессов с учетом изменений широкого спектра технологических параметров. Представлены концептуальная теоретико-множественная и схематичные функциональные модели исследуемой подсистемы, которые позволили выявить, детализировать и изучить ее функции и реализующие их компоненты, параметры состояния этих компонентов, механизмы их взаимодействия между собой, внешней средой и другими подсистемами, вовлеченными в процесс автоматизации производственного процесса. Разработка и внедрение подсистемы предиктивной аналитики позволят реализовать высокоточные модельные оценки показателей работы оборудования в режиме онлайн и, что крайне важно, их прогнозирование при переходе к сырью с другими характеристиками, а также при изменении технологических параметров. В данной работе были представлены результаты разработки и исследования моделей подсистемы предиктивной аналитики в составе интегрирующего уровня при автоматизированном управлении обогатительной фабрикой горно-обрабатывающего комбината.

Рассмотрены преимущества использования компьютерного моделирования в процессе математической подготовки студентов в техническом вузе, которые способствуют усилению мотивации к учёбе и упрощению громоздких расчётов. Раскрывается процесс математического моделирования физических явлений на примере физического маятника. Рассматриваются некоторые физические процессы и приводятся модели их реализации с помощью компьютерных программ.

Цель работы: моделирование процессов, происходящих в топочных камерах трубчатых печей пиролиза углеводородов, в случае расположения ярусов настенных горелок как на боковых стенах, так и на поду и своде печи. Взаимосвязанные процессы описываются системой дифференциальных уравнений в частных производных, которые включают условия сохранения энергии и количества движения, уравнения модели горения топливного газа в воздухе и уравнения переноса лучистой энергии. Проведены численные исследования с целью прогнозирования температурного состояния элементов печи в случае изменения расположения ярусов большого количества горелок небольшой мощности на футерованных стенах топочной камеры печи в виде прямоугольного параллелепипеда. Применение горелок, расположенных в различных местах топки печи, приводит к образованию сложных полей температуры и скоростей дымовых газов в радиантной камере. Теплота для проведения крекинга углеводородов в трубчатых реакторах в основном поступает за счет переноса энергии излучения продуктов сгорания, микроскопических частиц сажи и футеровок топки. В некоторых действующих установках по 8 ярусов горелки расположены только на двух боковых стенках радиантной камеры топки, что приводит к неравномерному распределению тепловых потоков по высоте трубчатого змеевика. В результате численного интегрирования системы дифференциальных уравнений получены поля скоростей и температуры в объеме топки, а также теплонапряженности реакционных труб. Расчеты показали, что при модернизации действующей печи путем расположения некоторых ярусов горелок на поду и на своде топки сохранением их общего количества удастся добиться более равномерного распределения поверхностных плотностей тепловых потоков вдоль реакционных труб.

Целью статьи является синтез иерархии моделей предиктивной аналитики, реализуемых для объектов и субъектов, функционирующих в ОАО «РЖД». Выполнен синтез семантической сети моделей, вершиной которой является метаонтология на основе онтологий предметных областей и прикладных онтологий, применимых к железнодорожному транспорту. Приведены примеры, подтверждающих реализуемость предложенных иерархий.

Цель исследования заключалась в обосновании моделирования процесса формирования личностной самоэффективности старшеклассников на основе педагогического коучинга. В качестве методов авторами применяются: моделирование структурного устройства изучаемого объекта, анализ педагогической литературы, блочное представление содержания разработанной модели. Разработанная модель формирования личностной самоэффективности старшеклассников на основе педагогического коучинга характеризуется целостностью, концептуальностью, разносторонностью, многофункциональностью и непрерывностью содержания, структуры и результата образования. Успешность реализации представленной модели обеспечивается комплексом следующих педагогических условий: грамотная постановка цели; рациональное использование ресурсов; правильная расстановка приоритетов; четкое и поэтапное планирование; сосредоточенность и концентрация внимания; умение делегировать обязанности; соответствие типа личностной направленности выбранной профессии, что позволяет увидеть не только элементы, но и связи между ними; сопровождать процесс до его осуществления; выявить отрицательные последствия и своевременно их скорректировать до реального их проявления. Педагогический коучинг в статье рассматривается как инновационный подход к образованию, который направлен на поддержку педагогов и обучающихся в достижении их образовательных целей через активное взаимодействие, рефлексию и развитие личностной самоэффективности обучающихся. Таким образом, можно заключить, что коучинговый подход в формировании личностной самоэффективности старшеклассников заключается в развитии у них способности самостоятельно формулировать личностно значимые цели, планировать учебно-познавательные действия, осуществлять самостоятельный выбор содержания, уровня сложности заданий, их количества, срока выполнения и отчетности в соответствии с индивидуальным ресурсным потенциалом.

Рассматриваются вопросы использования программных пакетов при преподавании теоретической механики. Актуальность исследования обусловлена расширением возможностей исследования механических систем, потребностью в визуализации и наглядном представлении результатов механических процессов для лучшего понимания теоретической механики, позволяя обучающимся использовать свои компетенции, полученные в области информационных технологий. Целью является анализ существующих программных пакетов, применяемых в теоретической механике, дальнейшая разработка методологии их эффективного использования для решения различных классов задач. Предметом исследования выступают подходы к использованию программных пакетов при решении задач теоретической механики.

Представлен анализ эволюционирования аналитических технологий в спортивных играх на примере футбола. Раскрыты наиболее часто применяемые в практике аналитические подходы. Дана характеристика разработанной математической модели с применением весового коэффициента и лингвистической интервальной шкалы, способствующих структурированию системы управления в рамках аналитической деятельности в футбольной команде вне зависимости от уровня спортивного мастерства.

Системный подход к реализации процессов цифровой трансформации является фундаментом успеха, поскольку реалии современного мира требуют углубленного понимания сущности нарастающей сложности проблем в условиях динамического изменения экономических институтов. Цели статьи - анализ феномена цифровой трансформации и формирование алгоритма стратегирования глобальной социально-экономической системы. Содержательная часть основана на положениях школы математических методов распознавания и прогнозирования и фактически содержит формальный алгоритм, позволяющий корректно сформировать структурированные массивы больших данных о различных состояниях и характеристиках сложной социально-экономической системы. Алгоритм включает в себя ряд шагов, позволяющих получить структурированный массив характеристик сложной системы и, применяя технику SWOT/PESTLE-анализа и методологию стратегирования, категоризировать экономические процессы как целевые и управляющие; определить меры влияния, с которыми управляющие процессы воздействуют на целевые индикаторы; определить энтропию сложной системы, провести ее минимизацию и в результате построить цифрового двойника для имитационного моделирования процессов цифровой трансформации и создания системы поддержки стратегических решений. Главным результатом применения данного подхода можно считать обогащение теории стратегии методами современной информатики и способами построения эвристических алгоритмов для решения задач класса «прогнозирование - стратегическое планирование» в сфере управления глобальными социально-экономическими системами.

В статье приведены недостатки методики «риск анализа» при оценке пожарной опасности зданий и ее недопустимости в судебно-экспертной практике. Проанализирована возможность применения численного моделирования опасных факторов пожара при производстве судебной пожарно-технической экспертизы.

Статья посвящена разработке виртуальной среды испытаний подводного робототехнического комплекса с использованием цифрового двойника. Представлена архитектура системы, реализующая моделирование поведения подводного робототехнического комплекса, визуализацию в Unity и запуск тестовых сценариев. Описаны алгоритмы управления, обработки сенсорных данных и оценки поведения в условиях подводной среды. Работа направлена на повышение точности, надёжности и эффективности автономного функционирования подводного робототехнического комплекса за счёт предварительной виртуальной отладки.

В статье приведены результаты исследования, подтверждающие высокую актуальность формирования у специалистов, задействованных в проектах технологической модернизации и импортозамещения, новой критически важной компетенции – системной грамотности, предполагающей целостное видение междисциплинарных взаимосвязей сложных систем. Показано, что системная грамотность базируется на системном мышлении и владении методологиями системной инженерии, особо актуальными при разработке социотехнических систем, включающих компоненты разной природы, и их эксплуатации на протяжении жизненного цикла. Выполнен анализ различий инженерного и управленческого взглядов на сложность, с учетом которого обоснована востребованность подготовки инновационных команд, объединяющих специалистов разных предметных областей. Сформулированы требования к образовательным продуктам нового поколения, реализующим опережающее обучение инженерно-экономическим компетенциям, необходимым для принятия интегрированных решений сложных проблем, и приведен соответствующий опыт кафедры систем управления энергетикой и промышленными предприятиями Уральского федерального университета, апробированный при подготовке руководителей высокотехнологичного бизнеса. Специфика применения системной грамотности показана на примере задачи энергетического перехода, напрямую определяющей достижение технологического суверенитета и предполагающей проведение глубоких преобразований в различных отраслях и рыночных субъектах.

Выполнено первопринципное исследование структуры и свойств алмазоподобных углеродных нанотрубок, формируемых в процессе сворачивания алмазоподобного слоя L4. В результате расчётов методом теории функционала плотности установлено, что только алмазоподобные нанотрубки (n,0)L4, имеющие полипризматическую форму, могут устойчиво существовать. Точечная группа симметрии этих нанотрубок - n/mmm. Значение параметра трансляции находится в диапазоне от 1.6224 до 1.6342 ˚A. Молекулярно-динамические расчёты показали, что нанотрубка (5,0)L, имеющая минимальную полную энергию, должна быть устойчивой до 150 К. Изолированная нанотрубка (5,0)L4 обладает высоким значением модуля Юнга (890 ГПа) и шириной запрещённой зоны в 0.6 эВ, характерной для полупроводника. Материал на основе жгутов алмазоподобных нанотрубок (5,0)L4 с плотной упаковкой можно экспериментально идентифицировать при использовании рассчитанной порошковой рентгенограммы.