Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Уважаемые коллеги! Приветствуем Вас на нашем сайте! Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника» была создана в 2001 году и в настоящее время представлена четырьмя выпусками в год. Основной целью редакционная коллегия и редакционный совет серии «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника» считает пропаганду новых научных достижений и практических разработок по актуальным проблемам компьютерных технологий, управления и радиоэлектроники, способствующих повышению научной и практической квалификации исследователей. Научная концепция издания предполагает публикацию современных достижений в таких областях как: Информатика и компьютерные технологии; Автоматизированные системы управления технологическими процессами; Системы управления летательными аппаратами; Информационно-измерительная техника; Радиотехнические комплексы; Антенная техника; Инфокоммуникационные технологии; Системы автоматизированного управления предприятиями в промышленности. Журнал принимает к публикации оригинальные статьи, результаты экспериментальных исследований, статьи обзорно-аналитического характера, а также статьи в форме кратких сообщений (для молодых ученых, аспирантов и магистрантов). Журнал включен в Перечень ВАК по следующим научным специальностям и соответствующим им отраслям науки: 2.3.1. Системный анализ, управление и обработка информации, статистика (технические науки); 2.3.3. Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические науки); 2.3.4. Управление в организационных системах (технические науки). Приглашаем к сотрудничеству всех авторов, разделяющих цели и задачи журнала «Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника» Редакционная коллегия
Copyright (c) 2025 Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
ТЕХНОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОБЛЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИЕЙ В ЦЕЛЯХ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИИ
Цифровая трансформация агропромышленной отрасли началась еще в начале 2000-х годов. За это время разработано немало подходов для контроля состояния сельскохозяйственных угодий, автоматизации ухода за культурами, высокоточного внесения удобрений, мониторинга здоровья животных и оптимизации работы сельскохозяйственной техники. Тем не менее инвентаризация сельскохозяйственных угодий не проводилась более 30 лет, и, следовательно, актуальна разработка методов оценки проблемных объектов природопользования с целью определения направлений их дальнейшего применения. Основной целью внедрения технологий точного земледелия является изменение процесса принятия решения и, как следствие, получение существенного повышения эффективности управления агротехническими предприятиями, уменьшения загрязнения окружающей среды, роста доходов сельхозпроизводителей и улучшения качества продукции. Цель исследования: разработать универсальный интеллектуальный модуль для информационной системы «УралГИС-Агро», который позволяли бы детектировать проблемные объекты природопользования на основе спутниковых снимков. Материалы и методы. Для детекции проблемных объектов природопользования использованы методы анализа изображений, полученных с помощью дистанционного зондирования земли (спутниковые снимки). В частности, разработанная методика позволяет анализировать индексы (вегетационный, водный), и на основе полученных значений осуществляется принятие решения о состоянии объекта. Результаты. Полученный модуль является универсальным. В зависимости от получаемых входных данных о контурах объектов и вычисляемых индексах он позволяет получить анализ объекта в требуемом контексте. Обоснована экономическая эффективность разработанной системы. Заключение. По результатам работы модуля были определены проблемные объекты природопользования в Челябинской области, определена выгода для региона в случае передачи обнаруженных объектов другим собственникам, а также возможные расходы на восстановление данных земель как сельскохозяйственных. Рассмотренный в статье интеллектуальный модуль, являющийся частью технологии определения оптимального использования проблемных объектов природопользования, позволяет в дальнейшем решить проблему сбалансированного развития территории на основе геопространственного анализа и алгоритмов искусственного интеллекта.
МОСТ «МАТЕРИК – САХАЛИН»: ПРОБЛЕМЫ СООРУЖЕНИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
Цель исследования. В связи со стремительной эскалацией конфликта между Россией и Западом Россия закономерно сближается с Востоком. В связи с этим актуальной проблемой является улучшение транспортной доступности отдаленных территорий, таких как Сахалин, который является крупнейшим островом России и обладает значительными природными ресурсами. В связи с этим Президент России В.В. Путин поддержал инициативу по строительству моста, соединяющего Сахалин с материком, считая, что это поможет ускорить развитие региона. Материалы и методы. В хо-де исследования была приведена ретроперспектива крупномасштабного инвестиционного железно-дорожного проекта (КИП-ж.д.) «Материк – Сахалин», а также выделены основные элементы транс-портной развязки. Анализ показал, что отсутствие прямой мостовой связи с материком существенно затрудняет развитие экономики «восточного вектора». Подобные примеры успешного развития регионов с мостовыми переходами, такие как Крым или Камчатка, свидетельствуют о том, что строительство моста между Сахалином и материком может стимулировать экономический рост, улучшить инвестиционный климат и повысить качество жизни местного населения. Результаты. Перед заказчиком встает нелегкий выбор в части коалиции элементов транспортной развязки (далее проектов) «материк – Сахалин». Для снижения неопределенности в данной статье использовался специальный программный продукт ASPRER. С помощью программы были получены экспертные ран-жировки в порядковой шкале в числовом формате в виде коэффициентов относительной важности (КОВ). Для объединения проектов в различные коалиции с помощью метода Шепли достигается устойчивость и надежность реализации проектов. Произведенные расчеты демонстрируют работы комплекса инструментов, необходимых заказчику для прозрачности и обоснованности собственных решений. Заключение. Предложенный заказчику инструментарий позволяет на предынвестиционном этапе оценки КИП-ж.д. структурировать имеющую место неопределенность и избежать ката-строфических ошибок на предынвестиционом этапе оценки проектов.
СИНТЕЗ ЦЕНТРОВ КОМПЕТЕНЦИЙ МЧС РОССИИ В ОБЛАСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
В статье рассматриваются вопросы формирования более эффективной структуры Министерства по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий при осуществлении планирования и реализации мер по обеспечению пожарной безопасности на объектах экономики посредством создания наукоемких организационных структур, способных соответствовать интересам государства, специалистов предметной области и бизнес-сообществ в выборе высокопрофессиональных альтернатив предлагаемых на рынке работ и услуг. Цель. Основной целью работы является построение механизма, способствующего решению поставленных перед контрольно-надзорными органами чрезвычайного ведомства задач по снижению потенциальных угроз и ущерба от возможных пожаров на объектах различного назначения. Для разработки указанного механизма авторами предлагается рассмотрение возможности синтезирования специализированной структуры в органах управления и территориальных подразделениях федерального государственного пожарного надзора – центров компетенций МЧС России в области обеспечения пожарной безопасности. Методы. В исследовании представлен системный подход при реализации принципов организационного проектирования структурных подразделений территориальных органов МЧС России, позволяющий создать новые качественные механизмы обеспечения пожарной безопасности объектов капитального строительства с учетом предоставления комплекса вариативных решений правообладателям указанных объектов на принципах клиентоориентирован¬ности и системности. Результаты. Проведен анализ необходимости внедрения центров компетенций МЧС России, перечень стоящих перед ними задач и основные функции предлагаемых структур. Также представлено математическое описание, упрощенный алгоритм взаимодействия элементов системы поддержки принятия решений в вопросах обеспечения пожарной безопасности с использованием центров компетенций и архитектура предлагаемого информационного программного продукта. Авторами предложен подход к улучшению процесса формирования организационного построения указанных подразделений посредством модернизации инструментов управления для обеспечения пожарной безопасности, а также проектного управления посредством формирования центров компетенций МЧС России в сфере противопожарной защиты хозяйствующих субъектов. Заключение. Синтез центров компетенций МЧС России в области обеспечения пожарной безопасности может стать важным шагом на пути к формированию более эффективной системы обеспечения пожарной безопасности в конкретных регионах и в целом в Российской Федерации.
Управление в социально-экономических системах
АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ В ИТ-ПРОЕКТАХ
В данной работе рассматриваются основные подходы к управлению проектами ИТ-профиля в оперативном режиме, особенно при внесении корректировок в состав проектов, который несомненно имеет свои специфические особенности. Главное отличие от этапа формирования программы управления проектами заключается в том, что исключение из нее может привести к дополнительным расходам, связанным с прекращением уже начатых работ, следовательно, возрастают риски невыполнения указанных проектов в установленные сроки. К таким расходам относятся, например, компенсации исполнителям, штрафы за расторжение контрактов и другие подобные убытки. Анализ задач оперативного управления программой и портфелем ИТ-проектов с учетом этих дополнительных расходов представлен во многих работах. Однако для решения подобных задач не всегда возможно применение какого-либо единственного метода, что ставит задачу разработки комплексного подхода к оценкам рисков ИТ-проектов для выбора наименее рискованного, что требует исследований в области механизмов комплексного оценивания. Цель исследования заключается в формировании экспертной системы поддержки принятия решений при оценке рисков ИТ-проектов с учетом противоречий знаний экспертов и формировании компромисса в задачах комплексного оценивания и парных сравнений. Методы исследования. Для решения задачи оперативного планирования ИТ-проектами с учетом рисков применяются: метод сетевого программирования и метод, основанный на таблице допустимых решений. При оценке рисков формируется квалиметрическая шкала, формирующая три группы: низких рисков, средних рисков и высоких рисков. При этом каждой группе рисков присваивается своя система баллов, что позволяет экспертам формировать достаточно уверенные оценки. Результаты. Предложенный эффективный алгоритм получения экспертных оценок позволил упростить процедуру построения таблиц допустимых решений. Если размер таблицы (число рассматриваемых решений) превышает заданное ограничение, производится «сжатие» таблицы до требуемого размера путем «склеивания» решений. Склеивание решений происходит таким образом, что ни одно допустимое решение не теряется (однако могут появиться недопустимые решения). В результате получаем верхнюю оценку для исходной задачи оценки рисков ИТ-проектов. Таким образом, благодаря использованию методов сетевого программирования можно исключить вероятность получения некорректных оценок и несогласованных мнений экспертов при отборе ИТ-проектов в общий портфель компании разработчика. Заключение. Для того чтобы получить от экспертов исчерпывающие и непротиворечивые результаты, которые будут основаны на простых и понятных действиях, необходимо применить предложенный подход к решению комплексного оценивания рисков ИТ-проектов. Первый способ учета рисков (ограничение на финансирование проектов с высоким и средним рисками) является эффективным, если величина растет с ростом n полиномиально. Второй и третий способы в общем случае приводят к экспоненциальному росту сложности. Однако если число проектов с высоким и средним рисками ограничено сверху некоторым числом K (не зависящим от n), то оба эти способа являются эффективными.
МОДЕЛЬ ИНКРЕМЕНТНОЙ МИГРАЦИИ ДАННЫХ В ПРОЕКТАХ ВНЕДРЕНИЯ ERP-СИСТЕМ
Миграция данных играет ключевую роль в проектах по внедрению ERP-систем. Сценарии миграции могут быть весьма сложными и продолжительными, требовать значительных ресурсов и высокой квалификации со стороны персонала компании. Недостаточная оценка доступных ресурсов может привести к значительному росту затрат и нарушению плановых сроков запуска ERP-системы. Тем не менее сложность миграционных сценариев часто оказывается недооцененной. Большинство существующих исследований посвящено преимущественно техническим аспектам миграции данных, в то время как концептуальные элементы, такие как взаимосвязь миграции данных с бизнес-процессами, остаются недостаточно изученными. Цель исследования. Настоящая статья направлена на разработку модели миграции данных, учитывающей взаимодействие бизнес-процес-сов и данных в процессе внедрения ERP-систем, с целью повышения эффективности проектов миграции и минимизации рисков. Материалы и методы. В работе использованы методы алгоритмического моделирования и описания бизнес-процессов (BPMN) для разработки инкрементной стратегии миграции данных. Результаты. Результатом исследования стала модель миграции данных, которая отражает взаимосвязь между данными и бизнес-процессами. Модель включает определение состояний миграции и переходов между ними, необходимых параметров и переменных, отражающих привлечение исполнителей по этапам миграции и выполнение соответствующих работ по обеспечению процесса миграции данных. В рамках модели разработаны также итоговые показатели, которые позволят более точно оценить риски и ресурсы, необходимые для успешного завершения миграции. Заключение. Предложенная модель может служить основой для успешного планирования миграции данных в рамках внедрения ERP-систем, что является необходимым условием для достижения бизнес-целей и повышения операционной эффективности организаций.
ДЕКОМПОЗИЦИЯ ЦЕНООБРАЗУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОК ИХ ЗНАЧИМОСТИ
Исследуется задача массовой оценки рыночной стоимости. Применительно к развитым рынкам многочисленные исследования демонстрируют эффективность выделения среди всех показателей, описывающих объект оценки, факторов, которые используются для решения задачи классификации объектов, а оставшиеся ценообразующие факторы используются для решения задачи регрессии – вычисления наиболее вероятной цены. Несмотря на эффективность такого многомодельного подхода, отсутствуют общепринятые методы разделения характеризующих факторов на классифицирующие и ценообразующие. Целью исследования является научное обоснование эффективности декомпозиции факторов на классифицирующие и ценообразующие путем статистического анализа экспертных оценок значимости характеризующих факторов. В настоящей работе проверяется гипотеза, что факторы с высоким рангом значимости, определенным по средней, медиане или моде, и большой дисперсией (большим коэффициентом вариации) оценок экспертов следует относить к классифицирующим, а факторы с высокой значимостью и малой дисперсией – ценообразующим. Материалы и методы. В качестве объектов оценки рассматриваются легковые транспортные средства. База данных транспортных средств, использованная для разработки моделей массовой оценки, включала три миллиона записей. Для определения влияния различных параметров транспортных средств на их цену проведен опрос 18 экспертов – профессиональных участников рынка. Средняя, медиана и мода использовались для ранжирования значимости факторов, а дисперсия и коэффициент вариации использовались для декомпозиции факторов. Построены различные модели массовой оценки как с помощью различных методов регрессионного анализа и машинного обучения (градиентный бустинг, случайный лес, искусственные нейронные сети), так и с учетом разделения ценообразующих факторов и без разделения. Результаты. Модели, построенные с учетом разделения ценообразующих факторов, показали увеличение коэффициента детерминации (R²) в среднем на 5–7 % по сравнению с моделями, использующими все признаки в едином наборе. Заключение. Предлагаемый подход к массовой оценке может быть адаптирован для других типов объектов. При этом подход, основанный на статистическом анализе экспертных оценок значимости ценообразующих факторов, носит универсальный характер. Это определяет практическую значимость, поскольку применительно к различным предметным областям оценщикам и аналитикам приходится тратить значительные ресурсы (временные, вычислительные, человеческие, финансовые) на построение адекватных моделей массовой оценки рыночной стоимости.
ГИБРИДНЫЙ МЕТОД КЛАССИФИКАЦИИ ТЕКСТОВЫХ ДАННЫХ С УЗКОСПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ ТЕРМИНОЛОГИЕЙ
В условиях экспоненциального роста объемов текстовой информации, особенно в предметно-ориентированных областях (технических, медицинских, юридических), задача автоматической классификации текстов, насыщенных узкоспециализированной терминологией, приобретает критическую важность. Существующие подходы, включая трансформерные модели (BERT), часто демонстрируют снижение точности при работе с редкой или доменно-специфической лексикой из-за обучения на общеупотребительных корпусах. Целью исследования является разработка гибридного метода Combined Neural BERT (CNB), обеспечивающего максимальную точность классификации (100 %) для текстов со специализированной терминологией за счет синергетического объединения преимуществ контекстуальных языковых моделей, лексико-статистических методов и инструментов визуализации. Материалы и методы. Предложенный метод CNB интегрирует три ключевых компонента: 1) BERT (или его производные) для генерации глубоких контекстуальных эмбеддингов, учитывающих семантику и порядок слов; 2) полносвязные нейронные сети (FCNN), выступающие как классификатор на основе признаков от BERT и/или обрабатывающие лексико-статистические признаки; 3) метод «Облако слов» и TF-IDF для выделения и визуализации ключевых терминов домена, формирования словаря признаков и повышения интерпретируемости. Архитектура метода включает этапы: предобработка текста (нормализация, очистка), параллельное извлечение признаков (контекстуальные эмбеддинги BERT + TF-IDF векторы), объединение признаковых пространств, классификация с помощью FCNN, интерактивная настройка на основе анализа «Облака слов». Результаты. Гибридный подход CNB протестирован на реальном корпусе из 10 000 обращений жителей Челябинской области (7 тематических категорий) с использованием 70 ключевых терминов и 150 стоп-слов. Метод продемонстрировал 100%-ную точность классификации после трех итераций обучения (общее время 90 мин). Ключевые преимущества: высшая точность за счет компенсации слабых мест BERT в специализированных доменах лексико-статистическими признаками; улучшенная интерпретируемость благодаря визуализации ключевых терминов «Облаком слов»; эффективность обработки больших объемов специализированных текстов. Заключение. Разработанный гибридный метод CNB доказал свою исключительную эффективность для классификации текстов с узкоспециализированной терминологией. Он представляет собой мощный инструмент для аналитики предметно-ориентированных текстовых массивов (юридические документы, техническая документация, медицинские заключения и т. п.) в условиях постоянно растущих объемов данных. Перспективы включают адаптацию метода для других доменов и оптимизацию вычислительной эффективности.
ОНТОЛОГИЧЕСКИЙ ИНЖИНИРИНГ В УПРАВЛЕНИИ РЕСУРСОМ ОБОРУДОВАНИЯ НАУКОЕМКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Современные наукоемкие производства требуют высокой точности, надежности и эффективности работы оборудования. Отказ критически важных узлов может привести к значительным финансовым потерям, нарушению технологических процессов, а также угрозе безопасности. В этой связи управление оборудованием и прогнозирование остаточного ресурса становятся ключевыми задачами для обеспечения бесперебойной работы предприятий. В данной работе произведен анализ влияния технологических параметров и химического состава стали на остаточный ресурс кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок. Разработана комплексная онтологическая модель, интегрирующая данные о температуре стали, механических нагрузках, содержании легирующих элементов и геометрических характеристиках оборудования. Цель: разработка онтологической модели для семантической интеграции разнородных данных и повышения точности прогнозирования остаточного ресурса оборудования с помощью гибридного подхода онтологического инжиниринга и методов машинного обучения. Материалы и методы. Разработана OWL-онтология, включающая классы «Кристаллизатор», «Химический состав», «Технологические параметры». Реализованы SPARQL-запросы для выявления зависимостей между параметрами работы и остаточного ресурса кристаллизатора. Интегрированы методы машинного обучения для прогнозирования и обнаружения аномалий. Результаты. Выявлены ключевые факторы влияния: температура стали, содержание меди, геометрия заготовки. Достигнута точность прогнозирования R2 = 0,85, превышающая традиционные статистические методы. Разработаны правила логического вывода для автоматического определения критических состояний оборудования. Заключение. Проведенное исследование продемонстрировало эффективность комплексного подхода к прогнозированию остаточного ресурса кристаллизаторов машины непрерывного литья заготовок, объединяющего анализ технологических параметров, химического состава стали и геометрических характеристик оборудования. Внедрение методов машинного обучения и онтологического инжиниринга в управление оборудованием наукоемких производств позволяет перейти от реактивного к прогнозному обслуживанию, снижая затраты и повышая надежность. Это особенно важно в отраслях, где стоимость простоя крайне высока, а требования к безопасности и точности критичны. Дальнейшее развитие этих технологий, включая интеграцию с цифровыми двойниками и когнитивными системами, открывает новые возможности для Индустрии 4.0 и «умных» производств.
ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПАКЕТА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ С ПАРАМЕТРОМ
Данная работа посвящена изучению вопроса возможности применения математического пакета Mathcad 15.0 для решения задач аналитической геометрии с параметрами. Обзор отечественных и зарубежных источников показал, что при всем разнообразии применения различных математических пакетов для решения задач с параметрами их почти не используют. Цель исследования: изучение возможности применения математического пакета для решения задач аналитической геометрии с параметрами, что позволит не только избежать арифметических и прочих ошибок, свойственных человеку, но и получить инструмент генерации различных вариантов одной и той же задачи и шаблон для проверки соответствующих работ учащихся. Материалы и методы. Исследование выполнено в среде Mathcad 15.0 на примере решения задачи взаимного расположения прямой и эллипса с переменной ординатой центра симметрии. Были рассмотрены два различных способа аналитических решений задачи и выполнена реализация одного из них в среде Mathcad. Аналитическое решение задачи взаимного расположения прямой и кривой второго порядка с параметром возможно либо путем анализа числа их общих точек на основании выраженных через параметр координат, либо путем нахождения координат точки касания на основании равенства угловых коэф¬фициентов прямой и касательной к кривой в точке касания. Результаты. В рамках данного исследования установлено, что Mathcad позволяет как реализовать оба аналитических метода решения задачи, так и непосредственно найти выражения для координат точки касания в зависимости от параметра путем решения системы нелинейных уравнений и затем исследовать их на принадлежность множеству действительных чисел. Заключение. Проведенное нами исследование позволяет утверждать, что Mathcad позволяет реализовать различные варианты решения задачи аналитической геометрии с параметром и сделать соответствующую графическую интерпретацию результата. Полученное решение может быть использовано для составления различных вариантов задачи с решением из области рациональных чисел, проверки полученных студентами результатов, а также в качестве образца выполнения задания.
ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОСЕТЕВЫХ АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В АВТОНОМНЫХ СИСТЕМАХ ВИДЕОМОНИТОРИНГА
Статья посвящена проблеме обработки видеоинформации с использованием нейросетей в автономных системах в условиях ограниченных вычислительных ресурсов. Цель исследования. Целью статьи является исследование алгоритмов обработки видеоинформации в автономных системах с ограниченными вычислительными ресурсами на основе двухэтапной обработки данных. На первом этапе проводится определение контуров наблюдаемых объектов с помощью традиционных методов выделения ключевых признаков. Второй этап включает обработку с использованием нейросетевых алгоритмов, нацеленных на классификацию и распознавание объектов. Благодаря первичной обработке видеопотока существенно снижается объем информации, обрабатываемой нейронной сетью. Материалы и методы. В статье предложен вариант алгоритма первичной обработки видеоинформации, основанный на методах определения контуров объектов. Методы выделения границ, основанные на пространственной фильтрации, могут применяться как к стационарным, так и к подвижным объектам. Вторичная обработка основана на применении сверточной нейронной сети, коэффициенты которой подвергались квантованию для снижения вычислительной нагрузки. Для обучения нейронной сети были сгенерированы два набора данных (датасеты) для обучения, валидации и тестирования. Первый датасет состоял из исходных изображений с каким-либо объектом, второй содержал идеальный контур объектов (маски). Проведено сравнение двух нейронных сетей, обученных на исходных изображениях и на контурных масках изображений. Рассмотрены особенности реализации нейронных сетей на ПЛИС и предложена структурная схема проведения вычислений. Показана возможность итерационных вычислений с повторным использованием вычислительных ресурсов на каждой итерации (слое нейронной сети). Результаты. Приведены результаты предварительных исследований по обучению нейронной сети и квантованию ее коэффициентов, рассмотрены особенности аппаратной реализации нейронных сетей на базе программируемых логических интегральных схем. Заключение. Двухэтапный подход к обработке видеоинформации демонстрирует высокую эффективность в автономных системах, где существуют ограничения по энергопотреблению и вычислительным ресурсам. Статья может быть полезна разработчикам автономных систем видеомониторинга, обнаружения и сопровождения объектов наземного и воздушного базирования.
МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ЗАДАЧА ФОРМИРОВАНИЯ ПОКОЛЕНИЙ НОВОЙ ТЕХНИКИ
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. Материалы и методы. Рассмотрены методы решения многокритериальных задач, включая классические метод ветвей и границ, динамическое программирование, жадные и эвристические алгоритмы, анализ иерархий, метод уступок, эволюционные алгоритмы и метод Парето. Особое внимание уделено формированию Парето-оптимального множества, позволяющего сократить число альтернатив за счет исключения неэффективных решений. Демонстрируется, как дискретизация интервала затрат и решение серии задач целочисленного программирования генерируют точки на кривой Парето. Результаты. Практическая значимость исследования объясняется потребностями в ходе управления строительными проектами, где оптимизация сокращает издержки, и антимонопольного регулирования через анализ графов рыночных взаимодействий. В последнее время отмечается широкое распространение PLM-систем, искусственного интеллекта в повышении эффективности подобных разработок. Не должна при этом оставаться в стороне и проблема создания экологически чистых технологий. Заключение. Подчеркивается необходимость интеграции математических моделей с современными инструментами управления для минимизации субъективности в принятии решений. Перспективным направлением названо применение многокритериальных моделей, методов машинного обучения и адаптация подходов к немарковским процессам. Показано, каким образом возможен переход от многокритериальной задачи к последовательности задач традиционной оптимизации. Подчеркивается, что в этом случае строится Парето-оптимальное множество решений рассматриваемой задачи.
МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ НАУКОЕМКИМ ПРОИЗВОДСТВОМ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ
Представлена модель управления наукоемким производством на основе технологии цифровых двойников, объединяющая архитектуру озера данных и принципы онтологической инженерии и агентно-сервисного подхода. В исследовании рассматриваются проблемы управления сложными производственными средами в контексте Индустрии 4.0, предлагается гибридный подход, сочетающий принципы «умной фабрики» с методологиями бережливого производства. Модель включает в себя многоуровневую архитектуру, охватывающую стратегический, тактический и операционный уровни, поддерживаемую структурой агент-сервис для системной интеграции. Цель работы заключается в разработке комплексной модели управления наукоемким производством на основе интеграции технологии цифровых двойников, онтологического подхода и агентно-сервисной архитектуры с использованием озера данных. Методы. Методология исследования использует системный подход к управлению данными с помощью структурированных хранилищ данных и электронных паспортов, используя нечеткие онтологии для формализации знаний. Результаты. Реализация продемонстрирована на примере многомасштабного моделирования химических материалов и соединений, где эффективность модели оценивается количественно. Результаты свидетельствуют о значительном повышении производительности, особенно в операциях поиска данных, поскольку протоколы структурированного поиска демонстрируют более высокую эффективность по сравнению с традиционными подходами. Заключение. Полученные результаты показывают, что интеграция цифровых двойников с онтологическими структурами и архитектурами агентского обслуживания обеспечивает расширенные возможности оперативного контроля и принятия решений в высокотехнологичных производственных средах. Практическое применение модели демонстрирует ее масштабируемость и адаптивность в различных отраслях промышленности, способствуя как теоретическому пониманию, так и практическому внедрению передовых производственных систем. Это исследование развивает область управления высокотехнологичным производством, предоставляя структурированную основу для цифровой трансформации производственных операций.
МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К УПРАВЛЕНИЮ ОРГАНИЗАЦИЕЙ ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ЧЕРЕЗ МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Данное исследование посвящено методическому подходу, который рассматривает школу как цельный объект, единовременно взаимодействующий со многими агентами, а также актуальному вопросу влияния материальной базы на управление образовательным процессом в российских школах. В статье предлагается несколько моделей взаимодействия между школами и поставщиками, апробированных с помощью интервью директоров школ и компаний-поставщиков. Цель исследования: рассмотреть школу как цельный объект и определить влияние материальной базы на образовательный процесс в российских школах. Материалы и методы. Для определения используемых фундаментальных механизмов управления была применена декомпозиция целей, которая показала значительное влияние механизма «затраты – эффект» на несколько ключевых показателей, связанных с целями оснащения школ. Кроме того, в работе проведен количественный анализ механизма, подразумевающий ранжирование направлений расходов в рамках механизма «затраты – эффект». Чтобы выделить основные категории оборудования, был проведен расчет корреляции между количеством студентов, набравших на экзаменах от 251 до 300 баллов по государственному экзамену, и стоимостью этого типа оборудования. Результаты. Анализ показал, что лабораторное и цифровое оборудование имеет наиболее значимые корреляции бюджета на закупку и образовательного результата школ. Закупки учебной литературы оказывают менее значительный эффект. Закупки оборудования для школ описываются тремя ключевыми механизмами: оптимизацией цепочек поставок, стимулированием и механизмом «затраты – эффект». Заключение. В данной статье рассматриваются вопросы определения показателей эффективности закупок школ, полученных на основе декомпозиции целей директоров средних школ, и описание механизмов управления закупками различных видов оборудования, влияющих на жизненно важные результаты. Получены данные о потенциальном влиянии закупок различных типов школьного оборудования на образовательный результат и описан механизм «затраты – эффект» применительно к школе.
ПРОБЛЕМАТИКА ВЕРИФИКАЦИИ ПОДЛИННОСТИ, АВТОРСКОГО ПРАВА И ЦЕЛОСТНОСТИ ЦИФРОВЫХ ДАННЫХ
В настоящее время как никогда все большую актуальность обретает проблема обеспечения безопасности цифровых данных. Потребителями цифровых данных или же информации являются практически все люди в большинстве сфер жизнедеятельности. Безопасными данными в контексте исследования являются данные, происхождение которых достоверно, целостность не нарушена и авторские права соблюдаются. Методы защиты цифровых данных с каждым годом совершенствуются, стремясь предотвращать кражу информации и оберегать людей от недостоверных или заведомо ложных сведений. Однако при всем своем многообразии и технологической зрелости современные подходы к верификации подлинности, авторского права, целостности мультимедиа и инструменты на их основе не всегда могут защитить потребителей информации в полном объеме от современных киберугроз. При создании нового также не всегда устраняются концептуальные проблемы того, что было раньше. Новые подходы, инструменты и стандарты зачастую привносят новые уязвимости, которые используются злоумышленниками для атаки. Цель исследования: провести анализ современных методов и технологий верификации подлинности, авторского права и целостности мультимедийных данных, а также предложить комплексный подход, который может способствовать решению выявленных проблем. Материалы и методы. Используется ретроспективный метод для анализа исторического развития технологий защиты данных, криптографические подходы, а также современные решения на основе блокчейна и машинного обучения. Результаты. Анализ показал, что традиционные криптографические методы, несмотря на эффективность в обеспечении целостности данных, сталкиваются с ограничениями в распределенных системах из-за отсутствия единых стандартов и сложности масштабирования. Заключение. Несмотря на разнообразие существующих технологий подтверждения авторства, целостности, и аутентичности цифровых данных в общем и мультимедиа в частности, на сегодняшний день проблемы отсутствия стандартизации и фрагментированности решений остаются одними из ключевых вызовов в области обеспечения комплексной безопасности цифровых данных.
ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Надежность работы исполнительных устройств определяется критериями предельных состояний, которые оцениваются различными типами датчиков. Надёжность датчиков зависит от их конструктивных свойств, особенностей технологического обеспечения их качества в процессе производства. Угловое положение поворотных звеньев исполнительных механизмов определяется различными типами датчиков, в том числе датчиками угла поворота. Рассматривается датчик бесконтактного типа. Работа датчика основана на принципе измерения Холла, что обеспечивает его конструктивную простоту, надежность и длительный срок службы. Точностные характеристики датчика определяются погрешностями изготовления его отдельных частей. Цель исследования: разработать модель погрешности датчика в зависимости от неточностей изготовления постоянного магнита, входящего в состав его первичного измерительного преобразователя. Материалы и методы. В качестве прототипа выбран датчик угла поворота производства СКБ «Индукция», в процессе производства которого обнаружены отклонения его технических характеристик, вызванные дефектами постоянных магнитов. В работе использованы методы теоретической механики, расчета электрических и магнитных цепей, численного моделирования. Расчеты проведены для постоянного магнита цилиндрической формы с радиальной намагниченностью, при этом вектор намагниченности смещен в радиальном направлении. Для выполнения расчетов погрешностей использованы схемы расположения дефектных магнитов относительно вектора намагниченности внешнего поля, создаваемого дополнительными магнитами. Соосное расположение дополнительных магнитов обеспечивается путем расположения их в соосных цилиндрических направляющих. Результаты. Приводятся аналитические зависимости, связывающие смещение диполя магнита относительно его геометрического центра с погрешностью определения угла поворота. Погрешности датчика представлены на эскизах первичного измерительного преобразователя в различных положениях магнита относительно элементов Холла в первичном преобразователе. Заключение. Результаты исследования могут быть использованы в технологической оснастке, позволяющей дать количественную оценку величины радиального смещения магнитного диполя относительно геометрического центра магнита. Практическая значимость результатов состоит в отбраковке постоянных магнитов на этапе входного контроля допустимого смещения магнитного диполя относительно его геометрического центра.
Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы
ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕФЕКТОВ РОТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО ВЫСШИМ ГАРМОНИКАМ ТОКА МЕТОДОМ МАТРИЧНЫХ ПУЧКОВ
Обрывы в короткозамкнутой обмотке ротора асинхронного электродвигателя являются одной из причин преждевременного выхода из строя промышленного оборудования. Обрыв стержня ротора приводит к перегреву электродвигателя, повышению его вибрации и снижению эффективности работы. Классические методы диагностики дефектов ротора, основанные на обнаружении частотных составляющих около гармоники питания двигателя в спектрах тока, часто оказываются недостаточно точными из-за влияния различных маскирующих факторов, таких как присутствие шумов в сигналах тока, особенности конструкции ротора и изменение рабочих условий. Цель исследования: применить метод матричных пучков к сигналам тока электродвигателя для получения значений амплитуд и частот высших гармоник дефекта ротора в районе 5-й и 7-й гармоник питания. Высшие гармоники дефекта ротора менее подвержены влиянию маскирующих эффектов и являются более надёжными индикаторами неисправности ротора по сравнению с составляющими в районе основной гармоники питания. Материалы и методы. Метод матричных пучков имеет высокое спектральное разрешение и вычислительную эффективность по сравнению с методами спектрального анализа на основе преобразования Фурье. Дополнительная обработка сигналов тока, включающая их фильтрацию и демодуляцию на основе суммирования квадратов токов, позволяет повысить точность и надёжность обнаружения высших гармоник дефекта ротора. Результаты. Обработка реальных сигналов электропривода с дефектами ротора показала, что при увеличении нагрузки двигателя и прогрессировании дефекта амплитуды гармоник дефекта ротора также увеличиваются. Таким образом, данные параметры могут служить диагностическими признаками неисправности. Метод матричных пучков позволяет с достаточной точностью определить значения частот и амплитуд гармоник дефекта ротора при малой частоте дискретизации 100 Гц при длине сигнала 200 отсчетов. Заключение. Метод матричных пучков является эффективным инструментом для мониторинга состояния асинхронных электродвигателей, так как позволяет отслеживать как изменение частот дефектных гармоник, так и рост их амплитуд при развитии повреждения. Таким образом, метод матричных пучков может быть применен на практике для раннего обнаружения неисправностей асинхронного двигателя и предотвращения аварийных ситуаций.
НЕЙРОСЕТЕВАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ОБЛАСТЕЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ СКОЛЬЗЯЩЕГО РЕЖИМА НА ОСНОВЕ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ПРОЕКЦИЙ ФАЗОВОГО ПРОСТРАНСТВА
В работе предложен метод нейросетевой оптимизации областей существования скользящего режима в проекциях фазового пространства объекта управления с целью последующего синтеза систем управления со скользящими режимами. Расширение областей существования скользящего режима предоставляет большую свободу в выборе поверхностей скольжения, в том числе нелинейных, и позволяет рассчитывать на повышение качества управления. Цель исследования заключается в определении применимости современных методов машинного обучения, в частности нейронных сетей и генетических алгоритмов, в задачах оптимизации областей существования скользящего режима на примере нелинейной системы 4-го порядка. Материалы и методы. Для решения задачи применяются численные методы машинного обучения нейронных сетей и стохастического направленного поиска, в частности генетические алгоритмы. Также применяется метод анализа двумерных проекций фазового пространства многомерной системы. Результаты. Предложна структурная классификация проекций фазового пространства с нейросетевой оптимизацией областей существования скользящего режима для обеспечения автоматизированного синтеза алгоритмов управления. На примере импульсного преобразователя 4-го порядка рассмотрены особенности проекций фазовых пространств многомерных систем. Предложен способ формирования линий переключения для скользящего режима на основе проекций фазового пространства, позволяющий классифицировать проекции с точки зрения их пригодности к организации управления в скользящем режиме. Произведена максимизация областей существования скользящего режима с помощью стохастического генетического алгоритма и с использованием нейронной сети в виде многослойного перцептрона. Сеть реализована на базе библиотеки для построения и обучения нейронных сетей TensorFlow. Для обновления модели применен оптимизатор Adam. Показано, что оптимизация с помощью генетического алгоритма и нейронной сети позволяет значительно увеличить потенциал выбора алгоритмов управления за счет расширения областей существования скользящего режима в проекциях фазового пространства. Заключение. Результаты применения генетического алгоритма и многослойной нейронной сети демонстрируют, что предложенный метод расширяет область применения проекций фазового пространства в задачах синтеза управления многомерными нелинейными системами и открывает новые возможности для повышения эффективности управления в скользящих режимах.
Инфокоммуникационные технологии и системы
ВЫПИСЫВАНИЕ ИНЕРЦИОННЫХ МАТРИЦ ШАРНИРНЫХ ДРЕВОВИДНЫХ СИСТЕМ
Целью является разработка формализма (последовательности формальных действий) выписывания формул вычисления элементов матрицы инерционных коэффициентов (ЭМИК) древовидных систем тел с открытыми ветвями (ДСТОВ), тела которых образуют между собой шарниры, т. е. вращательные кинематические пары пятого класса. Методы исследования относятся к механике систем тел, системному анализу и робототехнике. Результаты исследования содержат новый формализм автоматического выписывания формул вычисления ЭМИК, т. е. коэффициентов при произведениях относительных угловых скоростей тел в выражении кинетической энергии ДСТОВ. Формулы ЭМИК содержат постоянные структурные, геометрические и инерционные параметры рассматриваемой ДСТОВ. Эти формулы представляются в виде квадратичных форм относительно направляющих косинусов между осями систем координат, жестко связанных с телами. Эффективность формализма демонстрируется на примерах ручного выписывания ЭМИК трехзвенного ангулярного манипуляционного робота (МР) в вертикальной плоскости, двуруких МР с пятью и семью степенями свободы на плоскости и в пространстве. Для МР в пространстве решена задача синтеза его параметров, для которых ЭМИК не зависят от углов поворота тел. Заключение. Предлагаемый формализм можно использовать для выписывания ЭМИК типовых ангулярных МР, а также шагающих аппаратов в одноопорной фазе ходьбы или полета, например, с целью вывода на их основе уравнений динамики в форме уравнения Лагранжа второго рода. Применение известных методов учета связей расширяет область использования ЭМИК на ДСТВ, т. е. на ДСТОВ со связями концевых тел, а также на ДСТВ с переменной структурой, что актуально для выписывания уравнений динамики шагающих аппаратов и машин в различных фазах ходьбы.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ СВЕТОФОРНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СЛОЖНОГО ПЕРЕКРЕСТКА В СРЕДЕ AnyLogic
Недостаточная пропускная способность улично-дорожной сети является проблемой большинства городов. Частично эта проблема может быть решена оптимизацией работы светофора. Поскольку подбор настроек светофора в реальном времени может привести к ухудшению дорожной ситуации, целесообразно предварительно настроить модель и на ней отработать различные режимы работы светофора, подобрать оптимальные. Цель исследования: моделирование изменения среднего числа машин в очереди перед запрещающим сигналом светофора и среднего времени проезда перекрёстка. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи: создание модели дорожного участка с реальными потоками на входах; определение среднего числа машин в очереди при различных режимах работы светофора; создание эксперимента для нахождения среднего времени левого поворота с вводом и без ввода специализированной левоповоротной фазы светофора. Материалы и методы. Для решения поставленных задач опробована методика использования среды AnyLogic для анализа участка дорожного движения, показана возможность применения имитационного моделирования с целью выявления зависимости пропускной способности перекрёстка от режима работы светофора. Результаты. В процессе исследования создана модель существующего перекрёстка и рассмотрена зависимость числа автомобилей в очереди перед запрещающим сигналом светофора от длительности его полного цикла. Для проведения эксперимента существующий цикл работы светофора длительностью 84 с был изменен до 30 с, 1, 2, 3 и 5 мин. Для визуализации полученных зависимостей построен график, отражающий число автомобилей в пробке при различных режимах работы светофора. Созданная модель использована также для определения зависимости времени проезда перекрёстка при левом повороте от числа поворачивающих машин и числа машин во встречном направлении. Рассмотрены варианты проезда светофора с дополнительным левым сигналом светофора и без него. Результаты представлены таблицей и графически. Заключение. Исследование показало, что при небольшом встречном трафике введение специализированной левоповоротной фазы светофора увеличивает время проезда перекрёстка, но при увеличении встречного трафика ситуация меняется на противоположную.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ RAG ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ РУССКОЯЗЫЧНЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СЕРВИСОВ
В статье рассматривается один из наиболее популярных в настоящее время подходов к построению различных типов интеллектуальных помощников и запрос-ответных систем на базе больших языковых моделей (LLM), основанный на in-context learning или retrieval augmented generation (RAG). Появившееся в последнее время множество публикаций на эту тему в первую очередь ориентировано на английский язык и использует такие ведущие по качеству модели, как GPT-4o и их развитие. В то же время оценки методов поиска контекста RAG для задач на русском языке практически отсутствуют, что делает актуальной задачу проведения исследований, направленных на адаптацию и оценку этих методов для русского языка. Цель исследования: изучить эффективность различных подходов retrieval augmented generation (RAG) для русскоязычных задач, учитывая, что большинство исследований в этой области ориентированы на английский язык и используют ведущие модели, такие как GPT-4. Материалы и методы. В статье рассматриваются три базовых подхода к построению RAG: naive RAG, HyDE и вероятностный подход, основанный на функции BM25. Особое внимание уделяется оценке качества этих методов по метрике mean average precision (mAP) для трех областей знаний. Комбинированные методы RAG, такие как SelfRAG, не использовались, чтобы получить отдельные оценки каждого подхода. Для экспериментов были отобраны корпуса текстов на русском языке для областей знаний – нефтегазовой промышленности и юриспруденции. Результаты. Проведенное исследование позволило получить оценки качества для каждого из рассмотренных методов. Результаты хорошо согласуются с данными других исследований, но уступают известным RAG на английском языке. Заключение. Полученные результаты могут быть использованы как базовые оценки (baseline) и в качестве основы для принятия решений по выбору оптимальных архитектур RAG для русскоязычных задач. Дальнейшие исследования будут направлены на интеграцию комбинированных методов и адаптацию моделей для повышения качества генерации на русском языке.
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕГИОНАЛЬНЫХ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ
Цель исследования. Целью статьи является анализ роли инновационных инвестиций в качественное развитие регионов. При этом должны быть раскрыты проблемы комплексного влияния экологических, социальных, экономических и научно-технические факторов на региональные инновационные проекты, исследованы связанные с этими факторами прямые и косвенные затраты на проектное управление. Предметом являются управленческие отношения, которые возникают при инновационном проектировании в системе управления регионом. Материалы и методы. Методологической основой работы является использование системного анализа, методов статистического анализа, математического моделирования. В статье раскрывается содержание эффекта регионального инновационного проекта. Рассмотрена традиционная модель оценки регионального инновационного проекта, выделены минусы модели. Также в работе раскрыт стандарт UNIDO. При этом отмечено, что для осуществления оценки эффективности регионального инновационного проекта необходимо проанализировать роль и состояние субъекта, экономическое состояние региона и непосредственно социальные и экологические последствия, которые предполагаются при внедрении проекта. Также рассмотрена оценка капиталообразующих инвестиционных проектов. Результаты. Результатом работы является экономико-математическая модель оценки и выбора регионального инновационного проекта с учетом экономических, социальных и экологических факторов. Для решения данной многокритериальной задачи с противоречивыми критериями рассмотрены различные методы и алгоритмы многокритериальной оптимизации, включая метод свертки критериев, получение одной, иногда довольно сложной формулы, методы получения решения, оптимального по Парето, метод иерархий Саати. Отмечены довольно существенные недостатки, присущие данным методам. Подробно рассмотрен наиболее действенный для данной модели метод последовательных уступок. Область применения результатов – проведение комплексной оценки инновационного проекта с целью выбора наиболее эффективного варианта, в полной мере учитывающего основные аспекты жизнедеятельности региона (экономические, социальные и экологические). Заключение. Использование приведенной в статье комплексной многокритериальной экономико-математической модели выбора регионального инновационного проекта с учетом экономических, социальных и экологических факторов повысит уровень адекватности принимаемых органами региональной власти решений в части выбора эффективных проектов.
АНАЛИЗ ПОДХОДОВ, МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ, ВЫПУСКАЮЩИХ И ИСПОЛЬЗУЮЩИХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЛИСТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Вопросы повышения эффективности работы промышленных предприятий и организаций в последние годы приобретают все более важное значение. Необходимость решения подобной задачи становится актуальной как для промышленных предприятий и организаций в целом, так и для предприятий, связанных с выпуском продукции и эксплуатацией технологического оборудования из биметаллических листовых материалов. Цель исследования. Учитывая большое количество исследований и разработок, направленных на повышение эффективности функционирования промышленных предприятий, авторы данной статьи стремятся представить наиболее значимые и успешные исследования, посвященные решению этих задач. Материалы и методы. Анализ управленческих подходов, средств, технологий и механизмов улучшения работы промышленных предприятий, осуществляющих производство изделий и эксплуатацию конструкций из биметаллических листовых материалов, базируется на значительном объеме научных материалов, представленных в научно-технической литературе. Результаты. Представлен набор наиболее существенных мер по совершенствованию работы промышленных предприятий и организаций и сделан акцент на тех предложениях, которые позволят добиться наиболее существенных результатов для предприятий, производящих и использующих биметаллические листовые материалы. Заключение. В статье показано, что повышение эффективности функционирования промышленных предприятий, деятельность которых в той или иной степени связана с производством или использованием изделий и конструкций из многослойных биметаллических материалов, должно осуществляться на основе актуальных подходов, средств и механизмов, включая создание методов и алгоритмов подготовки и принятия решений руководителями предприятий по основному направлению их деятельности, разработку современных информационных систем управления, а также развитие новых, перспективных технологий оценки качества продукции.
АНАЛИЗ НАУЧНЫХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ВЫСШИМИ УЧЕБНЫМИ ЗАВЕДЕНИЯМИ
Проблема повышения эффективности управления высшими учебными заведениями в последнее время приобретает особое значение. Противостояние России со странами Запада, значительно усилившееся в последние годы, привело к тому, что российские вузы перестали рассматриваться не только в рейтингах мировых зарубежных агентств, но и вообще стали исключаться, как и российские статьи из сборников научных исследований за рубежом. В результате, пытаясь сохраниться в списках вузов зарубежных рейтинговых агентств, отечественные университеты выполняют во многом бесполезную работу. В этой связи российские вузы теряют время и деньги на попытки достичь повышения своего положения в зарубежных рейтингах. Целью данной работы является осуществление анализа исследований отечественных и зарубежных ученых в области повышения эффективности управления учреждениями образования и разработка концептуальных положений по совершенствованию качества управления высшими учебными заведениями в России. Материалы и методы. В качестве материалов, подлежащих анализу, в работе рассматриваются наиболее существенные исследования российских и зарубежных авторов, изучавших в те или иные годы вопросы управления развитием высших учебных заведений, а также некоторые аналитические статьи и материалы, ставящие перед собой целью достижение аналогичных результатов. В работе используются широко известные методы анализа и сопоставления разнообразных исследований, традиционно применяемые в области управления. Результаты. В статье представлены результаты анализа и сопоставления работ по повышению качества управления российскими и зарубежными высшими учебными заведениями. Заключение. Формирование концептуальных положений по повышению эффективности управления высшими учебными заведениями в России должно быть ориентировано не только и не столько на повышение рейтингов университетов, сколько на то, чтобы их деятельность стала гораздо более продуктивной, чем в настоящее время. Этого можно достичь лишь за счет того, чтобы университеты развивались в соответствии с ключевыми задачами развития соответствующих регионов и страны в целом и были ориентированы не на второстепенные, а на главные магистральные технические направления перспективной динамики народного хозяйства.
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СБОРА И АНАЛИЗА ТРЕБОВАНИЙ РАБОТОДАТЕЛЕЙ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ИТ-СПЕЦИАЛИСТОВ
Развитие цифровой экономики требует наличия высококвалифицированных ИТ-спе¬циалистов, способных удовлетворить растущие потребности рынка. Несмотря на значительное увеличение спроса на ИТ-кадры, система образования не всегда соответствует ожиданиям работодателей. Кадровый дефицит и несоответствие компетенций выпускников потребностям рынка являются ключевыми проблемами, что требует разработки новых подходов к образовательным программам. Цель исследования. Основной целью исследования является разработка концепции управления подготовкой ИТ-специалистов, которая учитывает современные требования работодателей. Реализация предложенной методологии создаст условия для модернизации учебных программ и достижения более высокого уровня корреляции между квалификацией выпускников и текущими потребностями рынка труда. Материалы и методы. Реализация исследовательских целей осуществлялась посредством применения алгоритмов машинного обучения и методологии анализа масштабных информационных массивов в сочетании с систематическим отслеживанием вакансий с крупных онлайн-платформ по поиску работы. Осуществлялся сбор и систематизация данных о требованиях работодателей, а также их сравнение с профессиональными и образовательными стандартами. Важную роль сыграло использование технологий Natural Language Processing (NLP) для автоматизированного анализа текстов вакансий. Результаты. В результате исследования была разработана концепция сбора и обработки требований работодателей для оптимизации образовательных программ ИТ-специалистов. Разработана система мониторинга и анализа открытых данных, что позволяет регулярно обновлять образовательные программы в соответствии с изменениями на рынке труда. Внедрение данной системы способствует сокращению разрыва между профессиональными компетенциями выпускников и потребностями работодателей. Заключение. Результаты исследования подтверждают, что системный подход к управлению подготовкой ИТ-кадров с использованием данных о требованиях работодателей способствует улучшению качества образовательных программ и повышению конкурентоспособности выпускников. Это поможет более эффективно адаптировать систему образования к вызовам цифровой экономики, обеспечивая рынок труда востребованными специалистами.
ОСЛАБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ПОМЕХИ В СТРУКТУРЕ С ДВУХКРАТНЫМ МОДАЛЬНЫМ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ
В статье рассматривается метод повышения отказоустойчивости радиоэлектронного оборудования, называемый модальным резервированием, который сочетает в себе принципы резервирования и модальной фильтрации. Суть метода заключается в использовании сильной электромагнитной связи между двумя и более резервными проводниками для ослабления электромагнитных помех. Такой подход имеет ряд преимуществ, так как система может продолжать функционировать даже в случае отказа одного или нескольких проводников, что критически важно для обеспечения бесперебойной работы устройств. Метод модального резервирования эффективен в ситуациях, когда нужно минимизировать риски потери сигнала и снизить влияние помех, что делает его полезным в различных областях, где требуется высокая стабильность работы оборудования. Цель исследования: изучить характеристики асимметричных структур, выполненных с использованием двухкратного модального резервирования, и оценить их эффективность в различных условиях работы. Материалы и методы. Для достижения поставленной цели использованы электродинамический и квазистатический виды анализа, а также высокочастотные измерения. Исследование проведено в три этапа: до отказа основного проводника, после первого отказа и после второго отказа, что позволило детально оценить поведение системы на разных этапах. Результаты. Получены частотные и временные характеристики асимметричных структур с модальным резервированием. Для анализа данных использован FSV-метод, позволивший провести сравнительный анализ данных моделирования и измерений. Результаты показали высокую эффективность метода в ослаблении электромагнитных помех и обеспечении стабильной работы системы даже при переключении питания на резервные проводники. Заключение. Представленные исследуемые структуры подтверждают высокую практическую применимость метода модального резервирования для повышения отказоустойчивости радиоэлектронных систем.
ОБ ОДНОМ АЛГОРИТМЕ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
Повышение эффективности процессов токарной обработки на станках с ЧПУ требует разработки специального математического и информационного обеспечения для реализации адаптивного управления. Предлагается в качестве моделей процесса резания использовать нейросетевые аппроксиматоры, построенные на основе экспериментальных данных, полученных на конкретном станке с ЧПУ при обработке конкретного материала с помощью фиксированного инструмента. Цель исследования: проработка вопросов применения методов искусственного интеллекта для адаптивного управления процессом токарной обработки на основе полученных данных о вибрации инструмента. Материалы и методы. Предлагается алгоритм решения задачи оптимального адаптивного управления, обеспечивающий в автоматическом режиме максимальную производительность станка с ЧПУ. Для организации обратной связи при адаптивном управлении процессом резания непрерывно снимаются и обрабатываются данные датчика о виброускорении режущего инструмента. Вычисляется оценка удельной энергии сигнала на заданном интервале времени и устанавливается связь между ней и шероховатостью обрабатываемой поверхности детали. Для этого используется обученная нейросеть, предсказывающая по величине энергии сигнала по вибрации значение шероховатости при заданных режимах резания. Результаты. Предложена постановка задачи адаптивного управления процессом токарной обработки резанием с учетом износа инструмента. Разработан алгоритм интеллектуальной обработки данных о виброускорении инструмента в процессе резания и построена нейросеть, устанавливающая связь между уровнем вибрации и шероховатостью поверхности. Предложен эффективный алгоритм решения задачи оптимального адаптивного управления. Он позволяет в реальном времени подбирать режимы резания, обеспечивающие максимальную производительность процесса резания при выполнении ограничения на шероховатость поверхности. Заключение. Исследуемые алгоритмы и модели апробированы на реальных данных, что подтверждает возможность их использования при разработке интеллектуальной информационной системы адаптивного управления процессом токарной обработки.
ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕФЕКТОВ РОТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В НЕСТАЦИОНАРНЫХ УСЛОВИЯХ МЕТОДОМ МАТРИЧНЫХ ПУЧКОВ
Повышение экономической эффективности производства за счет сокращения незапланированных простоев и оптимизации технического обслуживания промышленного оборудования требует развития методов диагностики таких ключевых компонентов оборудования, как асинхронные электродвигатели. В свою очередь, режим работы электродвигателя оказывает существенное влияние на точность и достоверность диагностики. В частности, широко применяемый метод анализа сигнатур тока электродвигателя (MCSA) имеет ряд ограничений при работе электродвигателя с переменной скоростью или нагрузкой. Поэтому необходимо исследовать методы частотного анализа, которые позволят извлекать признаки дефекта электродвигателя из нестационарных сигналов тока. Цель исследования: применить метод матричных пучков к сигналам тока двигателя для извлечения признаков дефекта стержня ротора асинхронного электродвигателя при нестационарном режиме его работы. Материалы и методы. В данной работе используется метод матричных пучков, который имеет высокое спектральное разрешение и вычислительную эффективность по сравнению с методами спектрального анализа на основе преобразования Фурье. Результаты. Численный эксперимент показывает, что метод матричных пучков позволяет извлечь частоты и амплитуды гармоник дефекта ротора электродвигателя с точностью до 2 % в условиях низкой частоты дискретизации (200 Гц) при малой длине окна сигнала (0,25 с). Заключение. Метод матричных пучков позволяет отслеживать изменение частоты дефекта ротора электродвигателя и рост амплитуды, связанный с увеличением сопротивления стержня ротора. Таким образом, метод матричных пучков может быть применен на практике для диагностики асинхронных электродвигателей.
АЛГОРИТМЫ ВЫЯВЛЕНИЯ И УСТРАНЕНИЯ ОШИБОК В БАЗАХ ЗНАНИЙ ЭКСПЕРТНЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
В данной работе рассматриваются диагностические системы, которые по своим функциям предназначены для помощи пользователю в разрешении следующей проблемной ситуации: по набору значений частных признаков, описывающих состояние объекта исследования, требуется определить, какими свойствами этот объект обладает. Такие задачи могут возникать, например, в медицинской диагностике (по набору симптомов, описывающих состояние больного, врач должен вынести заключение о характере заболевания), в технической диагностике (по ряду показателей работы системы определяется причина сбоя или поломки), в геологии (на основе данных геологоразведки сделать вывод о наличии месторождений полезных ископаемых) и т. д. К сожалению, для решения подобных задач не всегда возможно применение методов машинного обучения или глубокого машинного обучения, поэтому единственным выходом является использование экспертных механизмов. Цель исследования заключается в формировании базы знаний для решения задач диагностики, которые должны содержать в себе решающие правила опытных экспертов, позволяющих строить классификацию всех возможных состояний объекта в предварительно структурированной проблемной области, классами которой являются подмножества состояний, обладающих одним и тем же свойством. Методы исследования. Для решения задач формирования непротиворечивой базы знаний применяются методы бинарной классификации, теории графов. При исправлении ошибок в классификации состояний отсутствует возможность однозначного проведения необходимых изменений в классификации ранее идентифицированных состояний, так как устранение ошибок нельзя осуществить отдельно для каждого класса. В этом случае каждому состоянию должен быть назначен только один класс принадлежности, поэтому возможное добавление класса принадлежности некоторым состояниям приводит к необходимости исключения ранее назначенных им классов принадлежности, что достигается применением направленных графов. Результаты. Для проведения опроса специалиста, исследующего электроэнцефалограмму, изначально было сформировано все многообразие возможных состояний, которые описываются значениями признаков. В общей сложности, количество подобных состояний равно 216. После получения заключения эксперта ему было предложено оценить степень вероятности наличия заболевания или его симптомов в данном состоянии, используя термины «сильная», «средняя» и «слабая» степени вероятности. Для врача это означало, что перед ним стояла стандартная задача по постановке диагноза. В результате использования рациональной процедуры опроса, в ходе которой было представлено наиболее информативное состояние, удалось за короткий период времени провести классификацию возможных состояний и получить ответы на все вопросы. Всего было задано около 40 вопросов. С помощью системы результаты классификации были сведены в единую базу знаний, которая включала в себя номера состояний, классы принадлежности (диагнозы) и номера степени вероятности для каждого из них. Такое представление знаний имеет место быть потому, что каждое состояние может быть описано набором признаков, которые имеют однозначное соответствие его номеру. Таким образом, благодаря использованию такой организации данных в базе знаний системы можно вычислить номер из базы знаний по совокупности симптомов пациента и определить его диагноз. Заключение. Для того чтобы получить от экспертов исчерпывающую и непротиворечивую совокупность правил, которые будут основаны на простых и понятных действиях, необходимо применить предложенный подход к решению задачи экспертной классификации. В диагностической системе полученные знания легко объединяются в базу знаний, которая экономит ресурсы памяти и быстро находит решение проблемы. Несомненно то, что приобретенные классификации могут быть представлены в традиционной для экспертных систем форме продуктов. Как показал опыт использования диагностической системы, предлагаемый нами способ организации данных имеет более высокую эффективность в сравнении с традиционным.