Научный архив: статьи

Цель данного исследования - повышение точности оценки вероятности безотказной работы оборудования с учетом восстановительных операций посредством анализа и разработки алгоритма и способов учета восстановительных операций при расчете вероятности безотказной работы оборудования в технологическом процессе. В статье представлена разработка алгоритма учета восстановительных операций, как одного из методов обеспечения надежности, при расчете вероятности безотказной работы оборудования в технологическом процессе. Алгоритм отвечает следующим требованиям: применение вероятностного подхода; учет операций обслуживания и ремонта оборудования; учет наличия нескольких резервных экземпляров оборудования; учет различных способов использования резервного оборудования; возможность получения входных данных для алгоритма из доступных в процессе источников; программная реализуемость алгоритма; возможность встраивания в автоматизированные системы управления технологическими процессами. В основе алгоритма заложено применение множеств для видов и групп операций, а также различных коэффициентов восстановления безотказной работы оборудования: коэффициент уменьшения вероятности безотказной работы оборудования при простое, коэффициент восстановления вероятности безотказной работы оборудования при обслуживании и ремонте. Рассмотрены и проанализированы частные случаи применения разработанного алгоритма: последовательный, предполагающий использование одного экземпляра оборудования до тех пор, пока вероятность его безотказной работы выше граничного значения, и поочередный, заключающийся в переключении на другой экземпляр после каждого использования. Представленные в работе положения позволят повысить контроль в технологических процессах с применением автоматизированных систем управления и обеспечить их работоспособность на основе расчета априорных и апостериорных вероятностей безотказной работы оборудования в операциях технологического процесса.

Цель исследования - повышение надежности работы автоматизированной системы управления складским помещением за счет увеличения среднего времени наработки на отказ и оптимизация ее эффективности путем сокращения времени выполнения цикла обработки изделий и равномерного распределения степени заполнения складских секций с помощью технологий имитационного моделирования. Предложен общий вид имитационной модели складского комплекса, включающий конвейер подачи, модуль динамической сортировки, роботизированные станции обработки, сборки и упаковки, трёхсекционный склад ёмкостью 162 места. Управление реализовано на программируемом логическом контроллере семейства Siemens S7-1500 в среде TIA Portal. Предложенная автоматизированная система управления складским помещением позволяет проанализировать влияние случайного распределения изделий по цветовым потокам на время выполнения цикла программы, а также степень заполнения каждой складской секции, фиксируя моменты возникновения производственных заторов и вынужденных остановок. Такой подход предоставляет инженерам инструмент предварительной оптимизации алгоритмов управления до внедрения в реальные технологические процессы. Также представлены результаты проведенных испытаний пяти различных по количеству партий изделий, продемонстрировавшие рост задержек и вынужденных остановок по мере приближения к лимиту хранения и неравномерного заполнения секций. Проведенный анализ показал накопление статистической ошибки во временя выполнения цикла программы, вызванной взаимодействием конвейеров и роботов. Полученные результаты подтверждают эффективность использования имитационного моделирования для предварительной оптимизации складских операций, демонстрируя снижение времени обработки, уменьшение простоев оборудования и повышение общей надежности системы по сравнению с традиционным процессом разработки систем автоматизации технологических процессов. Применение имитационного моделирования позволяет не только минимизировать риски при запуске реального производства, но и разработать индивидуальные рекомендации по модернизации складской инфраструктуры с учетом выявленных узких мест.

В обработке естественно-языковой информации актуальна проблема выявления текстов определенной семантической направленности и определения их источников. Это требуется в анализе новостных потоков, чатов мессенджеров, социальных сетей, проверке документов на плагиат и других подобных задачах. Целью работы является обоснование концептуальной модели выявления в естественно-языковых потоках текстов определенной семантической направленности по формальным описаниям их источников. Анализ известных подходов показал потребность в собственном инструментарии для решения проблемы. В работе предлагается семантическую направленность задавать сценариями языка формальной грамматики гипотетического семантического объекта, сценарии представлять последовательностями характеристик семантического словаря и направленность текста определять семантической близостью сценарию. Бесконечность языка сценариев и отсутствие информации об исходном тексте исключают простой перебор, поэтому предполагаемый сценарий конструируется. Процесс организуется последовательным определением семантического сходства токенов текста характеристикам и их сборкой в предполагаемый сценарий, проверяемый на принадлежность языку. Для семантического сравнения текстов и сценариев сконструированы функции семантического подобия, общий и частный алгоритмы выявления текстов определенной семантической направленности. В общем алгоритме разбор сводится к построению вывода в формальной грамматике, для регулярных грамматик разбор выполняется системой переходов. Для ускорения сборка предполагаемого сценария совмещается с грамматическим разбором и используется механизм бек-трекинга. Точность алгоритмов определяется фактической близостью текстов сценариям. В работе приводится состав разработанного программного комплекса, тестирование которого подтверждает теоретические результаты. Исследование развивает фундаментальные основы математического моделирования естественно-языковой обработки и предлагает новые эффективные вычислительные алгоритмы для комплексов проблемно-ориентированных программ.

Рассматривается применение системы остаточных классов в алгоритмах цифровой обработки сигналов, реализованных в бортовых компьютерах робототехнических комплексов для анализа визуальной информации. Обоснована необходимость использования модулярной арифметики в специальных процессорах цифровой обработки сигналов для повышения их пропускной способности и производительности. Доказана эффективность предлагаемого подхода на примере адаптации к системе остаточных классов алгоритма Грама-Шмидта, который применяется в устройствах обработки видеосигналов для обеспечения их эффективной цифровой обработки за счет снижения шума и обнаружения полезного сигнала на фоне помех.

Описываются математические принципы работы алгоритма ссылочного ранжирования на основе синтеза линейной алгебры и теории графов. Выполняется адаптация алгоритма к графовой модели топологии параллельных специализированных вычислительных систем. Для апробации предложенного метода моделирования весовых характеристик узлов вычислительных систем используется ориентированный граф параллельной специализированной вычислительной системы «CDF 9/7». Демонстрируется программная реализация адаптированного алгоритма ссылочного ранжирования в виде веб-приложения с графическим интерфейсом.

Цель исследования - разработать комплексный, нейросетевой и гидродинамического моделирования двухфазной фильтрации в призабойной зоне метод оптимизации геолого-технологических мероприятий на нефтяных скважинах, проводимых для интенсификации добычи нефти. В качестве элементов прокси-модели для формирования обучающей и тестовой выборки использовалась база данных технологических режимов скважин и эффективности обработок призабойной зоны скважин. Библиотеки оптимизаторов Python и алгоритмы глубокого обучения Pytorch применялись для выбора конкретного вида и параметров процесса. Для конкретного месторождения проведен анализ различных вариантов и эффективности воздействия на нефтяной пласт. Для определенной группы скважин анализ показал эффективность прогрева призабойной зоны скважины. На модели двухфазной фильтрации выполнено гидродинамическое моделирование. Результаты расчетов использовались для детализации процессов в пласте и как дополнение к промысловым данным для повышения качества обучающих и тестовых выборок. Показано, что прокси-моделирование, представляющее собой комбинацию алгоритмов машинного обучения и упрощенного гидродинамического моделирования, позволяет прогнозировать эффективность и оптимизировать процесс планирования программ геолого-технологических мероприятий на нефтяной скважине, повысить рентабельность добычи нефти. Разработанная модель на основе алгоритмов глубокого машинного обучения и гидродинамического моделирования открывает широкие возможности для анализа других видов обработки призабойной зоны, физико-химического воздействия на нефтяной пласт.

Разработан и обоснован алгоритм определения приоритетов целевого инвестирования территориально-промышленного комплекса Донецкой Народной Республики на основании решения оптимизационной задачи максимизации функции полезности по сбалансированному распределению целевых инвестиций между основными отраслями промышленности региона. Предложенный алгоритм позволит усовершенствовать методологию распределения государственно-частных инвестиций в сфере территориально-промышленного комплекса, обосновать целесообразность определения равновесного состояния в динамике взаимодействия отраслей. Авторское решение базируется на динамической модели межотраслевого баланса, функции полезности и оптимизационной задаче по ее максимизации на множестве допустимых альтернатив (уровней приоритетов целевого инвестирования) для одного из двух обоснованных сценариев развития экономики: стратегии восстановления или стратегии развития. Универсальность алгоритма заключается в выборе сценария развития в зависимости от цели принятия управленческих решений, которая соответствует стратегии социально-экономического развития объекта и государственной политике по этому направлению через перераспределение инвестиционных потоков территориально-промышленного комплекса.

Процесс исследования регионального рынка товаров отличается своей специфичностью и особенностью в каждом регионе. Не существует единой методики оценки конъюнктуры регионального рынка товаров. Каждый регион отличается климатом, половым составом населения, национальным и своими традициями. Все эти факторы необходимо учитывать при анализе конъюнктуры. В результате формирования методических подходов к исследованию конъюнктуры рынка была предложения собственная методика, основывающая на общепринятых подходах, учитывающая особенности рынка. Так, для исследования особенностей формирования товарного предложения были использованы общенаучные и эмпирические методы исследования, метод кабинетных исследований (анализ уже собранной для отличных от исследования целей), но это уже вторичный метод - как результат проведенного полевого исследования. В качестве этого способа был взят опрос с помощью анкетирования. Для оценки спроса на продукцию был проведен опрос и подсчитаны показатели емкости рынка. Выявлены различные виды емкости рынка и аргументирован выбор подходящей для данного исследования. Анализ ценовой политики основан на расчете показателей дуговой эластичности спроса и предложения, динамики изменения цен производителей, а также поиска точки равновесной цены с использованием кривых спроса и предложения. Проведение конкурентного анализа осуществлялось на основе метода экспертной оценке. Данный метод и является особенностью для оценки конъюнктуры регионального рынка товаров, поскольку привлеченные эксперты выступают специалисты регионального уровня, которые хорошо ориентируются в специфике данного региона. В работе использовался метод SWOT-анализа для выявления проблем и перспектив развития рынка.

В данной статье рассмотрены принципы, параметры и свойства цифрового двойника в строительной области. Приведены этапы и цели его создания; рассмотрены алгоритмы создания и параметры цифрового двойника строительного проекта; предложен оптимальный вариант для Ирака; описано несколько вариантов алгоритмов создания цифрового двойника на основе предыдущих исследований и разработок, а также опыта авторов в этой области. Даны подробные характеристики особенностей разработки объектов строительства с использованием цифровых двойников, приведены примеры использования цифрового двойника в Российской Федерации и за рубежом, показано, как внедрение данной технологии повлияло на реализацию строительных проектов.

Результаты: даны рекомендации в области разработки алгоритма цифрового двойника для реализации строительных проектов в Ираке.

В данной статье рассматривается проблема прототипирования специализированных вычислительных модулей для реализации в составе сверхбольших интегральных схем.

Задачи, решаемые применением программируемых логических интегральных схем, включают ускорение процесса функциональной верификации, упрощение процесса проверки изделий, уменьшение рисков повреждения изделия в процессе проверки.

В статье рассматривается блок Arria V GX FPGA Development Kit. Данный блок представляет собой плату для программируемых логических интегральных схем 5AGXFB3H4F40, которая используется для отладки программ при разработке конфигурируемых цифровых электронных схем.

Данная плата обеспечивает возможность настройки и анализа работы генератора прямого цифрового синтеза.

Предложен алгоритм разработки программного обеспечения, предназначенного для автоматической проверки вышедших из производства блоков с применением генератора прямого цифрового синтеза.

В статье отражены расчетные схемы движения снежной частицы по поверхности режущей полосы и расчетная схема для определения угла наклона режущей полосы питателя роторного снегоочистителя. Представлены соотношения, определяющие направление действия проекций центробежной силы и условия, определяющие характер уравнений движения снежной частицы вдоль режущей полосы и возможных фазовых состояний механической системы «фреза вертикального питателя роторного снегоочистителя - транспортируемая снежная частица». На примере роторного снегоочистителя малой мощности с вертикальным питателем графически показана граница смены направления действия проекций центробежной силы инерции. Описан характер изменения уравнений движения рассматриваемой механической системы. Представлена схема построения профиля режущей полосы фрезы вертикального питателя роторного снегоочистителя. Предложен алгоритм построения профиля режущей полосы фрезы вертикального питателя, при котором, обеспечивается необходимое время нахождения снежной частицы в пространстве фрезы. Использование алгоритма при проектировании рабочих органов роторных снегоочистителей может позволить замедлить процесс формирования снежной призмы в области загрузочного окна метательного аппарата роторного снегоочистителя.

В статье представлены результаты исследования непланового ремонта электровозов серии 2ЭС6, выведенных из эксплуатации из-за повреждений магнитной системы. На основе проанализированных данных установлено, что отклонения в токовых характеристиках якоря между двигателями смежных тележек являются индикатором возможной неисправности. Предложен алгоритм предиктивного выявления электрических повреждений тягового электродвигателя.