Научный архив: статьи

Рассматриваются задачи управления многономенклатурными запасами в иерархических системах складов при постоянном спросе в условиях ограниченной вместимости складов. Снабжение системы складов может производиться несколькими поставщиками. Для решения этих задач предлагаются модели и методы, позволяющие в соответствии с имеющимся спросом определять время и величину пополнения всех складов, находящихся на различных уровнях такой системы складов.

Эффективность использования лесозаготовительных машин на крутом склоне зависит от многих факторов, в том числе от рабочей зоны манипулятора, которая может быть реализована в различных технологических режимах работы. Геометрические параметры реализуемой рабочей зоны определяются рабочей позицией машины в соответствующем технологическом режиме, то есть местом установки машины относительно дерева или группы деревьев, подлежащих заготовке. Оптимизация рабочей зоны манипулятора, образуемой при работе лесозаготовительной машины, является одним из действенных способов повышения ее производительности. В данной статье на основе ранее разработанной математической модели оптимизации конструктивных размеров звеньев четырехзвенного шарнирно-сочлененного гидравлического манипулятора, предназначенного для пространственного манипулирования харвестерной головкой при спиливании и укладки деревьев в штабель для дальнейшего транспортирования на погрузочную площадку, выполнен анализ влияния основных геометрических и силовых характеристик харвестера на оптимальные размеры рабочей зоны.

Несмотря на высокую степень разработанности математического аппарата микроэкономической теории, недостаточное внимание в литературе уделено моделированию поведения экономических секторов под воздействием внешних шоков с учетом их межсекторальных связей. В частности, речь идет об исследовании ценовой политики отраслей, которая оказывает непосредственное влияние на величину спроса, выпуск и маржинальность. В связи с этим целью данной работы является анализ изменения величин добавленной стоимости отраслей в условиях экономических шоков. Для достижения поставленной цели авторами разработана методика моделирования поведения экономических агентов в части их ценовой политики. Эта методика основана на введении функций спроса на конечное потребление в методологию межотраслевого баланса. С помощью предложенной методики исследуется динамика цен на продукцию с учетом межсекторальной зависимости, а также ее влияние на объем производства, добавленную стоимость, маржинальность и объем выпуска каждого сектора. В модель ценообразования также были включены отрасли, не производящие продукцию для конечного потребителя. Предлагаемая методика апробировалась на примере трех секторов и дала следующие ключевые результаты. Маржинальность отраслей, не производящих продукцию для конечного потребителя, не зависит от параметров функций спроса на конечную продукцию. На маржинальность таких отраслей влияет только структура промежуточного потребления. Слишком высокий уровень технологической зависимости отраслей от промежуточной отрасли так же невыгоден для нее, как и слишком низкий. Результаты данной работы могут быть полезны для планирования государственных инвестиций и оценки их влияния на ключевые отрасли экономики.

В настоящее время техническое проектирование является одним из важнейших этапов разработки и производства электронных средств, которые широко применяются в электронной промышленности. На этапе проектных исследований в рамках решения задачи повышения качества и надежности электронных средств, изготовленных в виде печатных узлов (ПУ), получают конструктивную реализацию и основные эксплуатационные характеристики будущих изделий

Задача оптимизации размещения элементов на печатных узлах электронных средств является очень важной задачей в процессе технического проектирования для обеспечения качества и надежности электронных средств. Оптимизированное размещение электронных компонентов на печатной плате (PCB) требуется для удовлетворения многих противоречивых целей проектирования, поскольку большинство компонентов имеют разные значения рассеиваемой мощности, рабочей температуры, характеристики материала и размеры. Для решения данной задачи применялись современные пакеты автоматизированного проектирования и инженерного анализа с целью анализа и обеспечения оптимальной температуры в поле переключения. Кроме того, при проектировании электронных устройств большое внимание было уделено использованию технологий искусственных нейронных сетей и разработан алгоритм решения задач проектирования. Направление развития данного исследования является представление и усовершенствование алгоритма размещения элементов на печатном узле электронного средства, решения многокритериальной задачи проектирования электронных устройств и полной оценки факторов, влияющих на надежность электроники в целом.

Представлен метод сглаживания траектории, полученной с использованием высокочастотных данных о движении мототехники по пересечённой местности, с целью повысить точность и плавность траекторий в условиях присутствия шума. Основное внимание уделено особенностям применению квинтических В-сплайнов, которые обеспечивают высокую степень гладкости при описании траектории и предварительной фильтрации данных. В статье последовательно описаны технические и математические сложности, возникающие при реализации алгоритма на реальных данных, а также предложены методы их преодоления. Один из таких методов — фильтрация выбросов для устранения резких отклонений исходной траектории с использованием цифрового фильтра Баттерворта. Рассмотрены и протестированы различные подходы для работы с большим количеством точек траектории, включая разбиение данных на отдельные перекрывающиеся окна с их последовательной сшивкой, что значительно улучшает производительность алгоритма. Для оптимизации вычислений также предложено использовать разреженные матрицы, эффективно работающие с большим объемом данных и занимающих существенно меньший объем памяти компьютера по сравнению с традиционными. Эффективность предложенного подхода подтверждена на примерах, где визуализированы сглаженные траектории, полученные из зашумленных данных.

В статье рассматривается применение искусственного интеллекта (ИИ) для оптимизации распределения ресурсов и нагрузки в цепях поставок. В работе проведен анализ существующих методов, сфокусированных на задачах оптимизации, основной акцент сделан на алгоритмах искусственного интеллекта. Были описаны и проанализированы генетические алгоритмы, муравьиные алгоритмы и алгоритмы имитации отжига. Результаты анализа показали, что генетические алгоритмы обладают способностью находить глобальные оптимальные решения, однако их использование требует больших вычислительных ресурсов и времени. Муравьиные алгоритмы, в свою очередь, эффективно решают задачу нахождения локальных оптимумов, при этом обладая низкой вычислительной сложностью. Алгоритмы имитации отжига позволяют быстро находить решения, однако они сопровождаются вероятностью попадания в локальные минимумы. Данная статья показывает, насколько применение алгоритмов искусственного интеллекта позволяет улучшить решение задач оптимизации в цепях поставок.

Статья посвящена использованию 3D сканеров в современных производственных и инженерных процессах. Рассматриваются преимущества сканеров, такие как высокая точность, скорость и снижение затрат на проектирование. Подробно описаны этапы разработки методики сканирования: выбор оборудования, подготовка объекта, процесс сканирования и обработка данных. Особое внимание уделено сканеру Scanform L5, который отличается мобильностью и точностью, обеспечивая качественное сканирование в различных условиях.

На данный момент актуальность вопросов управления беспилотными летательными аппаратами сложно переоценить – от них зависит не только промышленное и технологическое развитие страны, но и ее безопасность. Обзор литературных источников по данной тематике направлен на рассмотрение современных подходов к разработке алгоритмов управления беспилотными летательными аппаратами и обусловлен необходимостью систематизации наработок в данной области. В контексте данной проблемы затронута история развития беспилотными летательными аппаратами, выделены наиболее значительные ее моменты. Кратко рассмотрены возможности применения в различных отраслях промышленности. Данные литературных источников показывают, что за последнее время произошло смещение интересов от теоретического программирования до вопросов их практического применения в военных целях. Мы ограничились анализом литературных данных за последние 20 лет, в которых освещены вопросы разработки алгоритмов адаптивных систем управления, затронули теоретически вопросы и некоторые аспекты применения нечеткой логики искусственного интеллекта при разработке алгоритмов управления беспилотными летательными аппаратами в условиях неопределенности. Сделаны выводы, что нечеткая логика существенно превосходит по улучшению управления аппаратами, а в сочетании с самообучаемыми нейросетями широко применяется для управления беспилотными летательными аппаратами, в том числе для управления группой объектов. Преодоление всех существующих проблем данных подходов находится в стадии разработки: появляются новые пути решения, математические модели и алгоритмы работы. Современные адаптивные системы управления значительно повышают точность и надежность управления летательными аппаратами в динамически изменяющихся условиях полета. Интеграция машинного обучения и нечеткой логики в системы управления позволяет оптимизировать реакцию летательного аппарата на неопределенные внешние воздействия (изменение погодных условий, технические неисправности, изменения аэродинамических характеристик, воздействие враждебных средств противодействия). Для экспериментального подтверждения различных гипотез широко применяют методы компьютерного моделирования, например, для имитации различных условий полета, проверки адаптивности системы управления. При этом используют математические методы анализа.

В статье рассмотрены возможности включения вопросов финансовой грамотности на уроках математики в современной школе. Необходимость разработки блоков задач с определенной тематикой появилась в результате подготовки детей к сдаче выпускных экзаменов в 11 классе. Простыми понятиями и определениями рассказано учащимся о методах решения тех или иных заданий, чтобы ученик любого уровня подготовки имел возможность решить эти задачи и тем самым быть успешным на экзамене. Финансовые задачи ЕГЭ разбиты на несколько блоков: задачи на вклады, задачи на кредиты, задачи на равномерное погашение кредитов, сложные задачи на проценты, задачи на производительность и оптимизацию и задачи на функцию прибыли. Каждый блок рассмотрен отдельно, в нем есть образцы решенных задач и также задачи для самостоятельного решения.

На сегодняшний день существует достаточное количество научных подходов к выстраиванию и оптимизации планов выполнения заказов (как с точки зрения организации производства, так и планирования снабжения), однако они практически не учитывают ситуацию с дефицитом оборотных средств для финансирования заказов в соответствии с текущим реестром на оплату и, следовательно, не обеспечивают актуальности планов. Необходима разработка научного подхода, учитывающего колебания оборотной наличности при планировании выполнения портфеля заказов. В статье предлагается научный подход к повышению оборачиваемости капитала крупного машиностроительного предприятия в условиях дефицита денежных средств, основанный на выстраивании плана выполнения портфеля заказов на основе принципа приоритезации. В качестве критерия оптимизации предложена стоимость каждого заказа, а также срочность расчетов за него, таким образом, оборачиваемость денежных средств повышается за счет оптимального распределения имеющихся ограниченных финансовых ресурсов. В основу алгоритма повышения оборачиваемости положен системный подход, рассматривающий предприятие как совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, структурированных в блоки: снабжение, финансы, производство, доставка на объект заказчика. Проанализированы отечественные и мировые разработки по указанной и смежным тематикам (как теоретико-методические разработки, так и специализированное программное обеспечение), выявлено отсутствие проработки данного вопроса в исследованном научном материале. Взаимосвязанная оптимизация показателей указанных блоков предлагается в качестве основополагающего фактора, обеспечивающего выполнение заказов точно в срок и, как следствие, повышение оборачиваемости и притока денежных средств на предприятие. В работе предложена авторская разработка - параметрическая нотация моделирования бизнес-процессов, с помощью которой определены показатели эффективности функционирования вышеуказанных блоков и выведены формулы, описывающие их взаимосвязь. Результатом работы являются предложенная автором параметрическая нотация моделирования бизнес-процессов, с помощью которой можно формировать взаимосвязанную систему показателей оценки их эффективности; система взаимосвязанных показателей для планирования и оценки деятельности машиностроительного предприятия, полученная с помощью параметрической нотации.

Автономная навигация беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) является одной из ключевых задач в современной аэрокосмической индустрии. В особенности для малоразмерных БПЛА задача автономной навигации становится еще более сложной из-за ограничений по вычислительным ресурсам и возможностям сенсорных систем. Оптимизация методов навигации для таких условий является актуальной проблемой, требующей решений, которые могут обеспечить высокую производительность при минимальных затратах ресурсов.

Основной целью служит повышение эффективности автономной навигации малоразмерных БПЛА за счет использования корреляционных методов для сравнения изображений. Достижение этой цели связано с разработкой и оценкой алгоритмов, которые позволяют обеспечить высокую скорость и точность навигации при ограниченных вычислительных ресурсах. В работе использованы методы автокорреляционной функции, корреляции Пирсона, метод на основе индекса структурного сходства изображений и простой нейронной сети для задачи сравнения изображений.

Решение. Исследование показало, что подход на основе автокорреляции демонстрирует наилучшую производительность в условиях слабых вычислительных ресурсов. Он обеспечивает высокую скорость обработки полного изображения и показывает оптимальные результаты по точности обнаружения. В сравнении с другими представленными в работе методами, автокорреляционный подход способен работать не только с зашумлением «эталонной» карты, но и использовать в качестве обнаруженной области и альтернативные области с измененными паттернами. Научная новизна работы определяется в проведении систематического сравнения различных методов применительно к задаче сравнения изображений для малоразмерных БПЛА с ограниченными вычислительными ресурсами. В отличие от известных работ в области построения корреляционно-экстремальных систем, данное исследование ориентировано на использование «эталонной карты» и искомой области, представляющих собой два разных изображения одного и того же участка местности, взятых из различных источников. Это ключевое различие, так как большинство методов не обладает высокой эффективностью обработки таких изображений, на которых паттерны могут значительно варьироваться.

Практическая значимость разработанного алгоритма состоит в том, что предложенный метод на основе автокорреляции может использоваться разработчиками систем управления автономных малоразмерных БПЛА для снижения вычислительной нагрузки и повышения скорости обработки данных.