Научный архив: статьи

Целью работы являлась разработка концептуальной модели мониторинга технологических процессов на примере производства вафель. Предлагаемая концептуальная модель и комплекс методов и алгоритмов ориентированы на применение в условиях многорецептурного пищевого производства, где реализуется множество технологических процессов, для которых актуально использование технологии цифровых двойников. Результаты ранее проведенных исследований были адаптированы под новые производственные условия, ключевым аспектом которых являлась привязка цифрового двойника технологического процесса к партии вафель. Применимость концептуальной модели мониторинга технологических процессов стал высокий уровень автоматизации и цифровизации производства, при котором технология цифровых двойников может быть эффективно реализована. В статье рассмотрен состав концептуальной модели мониторинга технологических процессов производства вафель, описаны изменения и некоторые вопросы, необходимые для ее дальнейшего внедрения. В обобщенном виде представлены концептуальная и математическая модели системы мониторинга на основе технологии цифровых двойников. Полученная математическая модель мониторинга на основе теории множеств, разработанные методы создания, представления, определения и модификации, а также алгоритмы создания, фиксации значений параметров и ресурсного обеспечения технологических процессов при их внедрении формируют основу для дальнейшей цифровой трансформации предприятия и повышения его эффективности.

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

Аннотация. В работе представлен обзор метода геометрического моделирования в разработке цифровых двойников, дан анализ теоретических основ, его роли в создании цифровых двойников, методологии разработки цифрового двойника с его использованием, проблем и вызовов при использовании метода, а также рассмотрены перспективы развития данной технологии.

Цель. Целью данной статьи является разработка методов и алгоритмов микросервисной реализации для информационного обеспечения многоагентных систем, реализующих функции цифровых двойников предприятия. Особое внимание уделяется реализации функций сбора данных, мониторинга, диагностики и принятия решений, обеспечивающих эффективное взаимодействие между агентами продуктов и агентами ресурсов на основе соглашений об уровне сервиса (SLA). Методы исследования. Исследование использует методы построения микросервисной архитектуру для разделения и автономного выполнения функций, таких как сбор данных, мониторинг и диагностика, с целью оптимизации SLA и повышения надежности системы. Для повышения устойчивости системы к угрозам безопасности в алгоритмы добавлены этапы контроля доступа, шифрования данных и анализа аномалий. Методология включает адаптивное управление параметрами SLA, использование распределенной обработки данных и применение аналитических алгоритмов для принятия решений, а также механизмы для выявления потенциальных угроз и несанкционированного доступа. Результаты. Предложенные методы и алгоритмы позволяют создавать гибкую и масштабируемую многоагентную систему, способную адаптироваться к изменяющимся условиям и обеспечивать устойчивую и безопасную работу цифровых двойников. Использование SLA для регулирования взаимодействия агентов улучшает согласованность их действий, повышает точность мониторинга и защищает данные, поддерживая высокую надежность и безопасность системы. Заключение. Результаты показывают, что микросервисный подход, использование SLA и интеграция мер безопасности значительно повышают эффективность и надежность многоагентных систем, позволяя агентам адаптироваться к изменениям, оперативно реагировать на отклонения и предотвращать возможные угрозы. Применение данных методов может существенно улучшить управление активами в сетевых предприятиях, поддерживая их конкурентоспособность, устойчивость и безопасность в условиях цифровой трансформации.

В данной работе рассмотрены модули цифрового двойника многостадийного производственного процесса. Модуль оптимизации процессов функционирования сложных систем содержит набор методов определения оптимальных режимов и их адаптации в сложных производственных системах.

Методы дискретной оптимизации ос уществляют выбор оптимальных технологических режимов для любого вида продукции. Методы моделирования технологического процесса осуществляет построение линейных и нелинейных моделей зависимости показателей качества продукции от технологических факторов. Модуль отображения информации и конфигурации предназначен для отражения процесса функционирования цифрового двойника, фиксируемых данных (технологических факторов, параметров моделей и оптимальных технологических режимов) и конфигурации параметров задач.

Процесс создания цифрового двойника включает разработку сложных алгоритмов, реализующих процедуры структурного моделирования и поисковой оптимизации применительно к дискретным производственным системам.

Разрабатываемые функциональные блоки формируют требуемую совокупность реализуемых операций. Дискретная клеточно - иерархическая система создает композицию отдельных подсистем, отражающих технологические процессы, и представленных в виде внутренних итеративных цепей. Результатом исследования является формирование модулей цифрового двойника сложной системы, имеющей многоуровневую структуру.

Приведено описание наборов алфавитов состояний, входных и выходных параметров исследуемых систем.

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 статье описано современное состояние вопроса применения цифровых двойников при изготовлении деталей машин механической обработкой. На основании анализа литературных источников выявлены недостатки существующих моделей цифровых двойников, описывающих процесс резания. Предложена блок-схема цифрового двойника процесса резания, который включает в себя цифровые двойники основных компонентов системы резания.

Авторами исследуется концепция «Логистика 4.0», которая формируется на принципах «Индустрии 4.0» и направлена на цифровую трансформацию логистических процессов с использованием искусственного интеллекта и других цифровых технологий. Использование в логистике интернета вещей (IoT), киберфизических систем, больших данных и облачных вычислений позволяет создавать цифровые двойники логистических систем. Это способствует повышению экономической, социальной и экологической устойчивости, обеспечивая прозрачность, безопасность и оперативность управления цепочками поставок. Эффективным инструментом моделирования для создания цифровых двойников является унифицированный язык моделирования (UML). Российские и зарубежные исследования демонстрируют его хорошую применимость для описания архитектуры, функциональности и поведения логистических систем. Интеграция UML с другими методами, например моделью спецификации дискретных событий, расширяет его возможности как инструмента концептуального моделирования. В статье рассматривается применение генеративного искусственного интеллекта (ГИИ) для создания диаграмм прецедентов при разработке цифрового двойника логистической системы. Хотя предложенное ГИИ решение не является идеальным, оно демонстрирует потенциал ГИИ в решении подобных задач, и созданная модель может служить отправной точкой для дальнейшей разработки информационной системы. В будущем интеграция ГИИ в программные средства для создания информационных систем откроет новые возможности формирования логистических процессов.

Активное применение имитационных и агент-ориентированных моделей выходит на принципиально новый уровень. Исследование развития этого направления в России с позиции публикационной активности было опубликовано в предыдущей работе. Подход с применением передового инструментария дает преимущества для разработчиков управленческих механизмов. На данный момент приобретают популярность языковые модели, которые способны генерировать ответы и решать задачи на высоком уровне сложности. Подобные разработки уже применяют вместе с агент-ориентированным подходом, что вызывает особый интерес с точки зрения перспектив прикладной значимости. Масштабирование исследований с помощью такого инструмента может быть скорректировано в нужный вектор, и настроено на разный уровень детализации - от отдельных модельных объектов в виде сущностей до параметрических особенностей каждого отдельного государства вместе с глобальными изменениями мировой экономики. Основой статьи является обзор различных моделей, где проанализированы российские и зарубежные разработки, сконструированные с помощью методологии компьютерных имитационных моделей. Данный метод позволяет специалистам внедрять новые подходы в структуру государственного управления за счет анализа и прогнозирования вызовов в различных сферах общественной жизни. Помимо этого, рассмотрены популярные программные обеспечения для работы с моделями подобного класса. В другом блоке приведена подборка прикладных моделей с индивидуальной настройкой под каждую из задач, и демонстрацией результатов, которые передают специфику разных сфер общественной жизни, начиная с демографической оценки населения стран, планирования в системе здравоохранения до военных столкновений и заканчивая программными продуктами для анализа космической обстановки. Примерами стали модели, где изучена демографическая ситуация в России, распространение пандемии. В результатах экспериментов некоторых моделей можно выделить социальную направленность, которая хорошо помогает разобраться в специфике демографических и социальных проблем - сокращение населения, уровень поддержки политической элиты, поведение людей в стрессовой ситуации, меры государственной поддержки, дающие положительный эффект для населения.

За последние десятилетия появился серьезный интерес к цифровым инструментам, способным демонстрировать интуитивно понятный интерфейс, который может быть полезен при принятии управленческих решений, а также способный совмещать в себе функционал ГИС-карт, цифровые двойники изучаемых объектов, отображать внутренние алгоритмы связанных элементов, механизмы искусственного интеллекта и нейронных сетей. Одним из таких направлений, с акцентом на прогнозную составляющую, являются имитационные модели разного уровня детализации и типологии. Повышенное внимание к таким разработкам можно объяснить тем, что данный вид моделирования несет в себе довольно широкий функционал для решения самых разнообразных задач: от экономики и политики до экологии и демографии, которые, в свою очередь, демонстрируют результаты прикладного характера. Эти методы имеют богатую историю, первые упоминания имитационного моделирования приходятся на середину прошлого века. В статье дан краткий экскурс истории появления имитационного моделирования как направления, проведен обзор функциональных возможностей, представлены преимущества и недостатки метода, проведена параллель с анализом отличительных черт от других инструментов подобного класса. Отдельно проведено исследование, посвященное динамике развития этого типа моделирования в России с 1998 по 2023гг. В качестве ключевых слов для составления аналитических данных были выбраны: цифровая. Основным источником статистикой базы стала российская электронная библиотека «eLibrary. Ru».

This publication constitutes a comprehensive account of the panel discussion entitled “Philosophical and Ethical Analysis of the Concepts of Death and Human Existence in the Context of Cybernetic Immortality” which transpired within the confines of the international scientific symposium “The Seventh Lemovsky Readings” held in Samara from March 28th to 30th, 2024. The aforementioned panel discussion, which congregated scores of erudite scholars representing preeminent research institutions across the Russian Federation, emerged as one of the cardinal events of the conference. Eminent Russian academics hailing from multifarious domains of knowledge engaged in a profound deliberation on the potentialities of cybernetic immortality, the conundrums associated with the transference of human consciousness and identity into the virtual realm, as well as the ethical and philosophical quandaries engendered by the transfiguration of the conceptualization of the notions of mortality and the natural life cycle. The roundtable delved into the technological feasibilities and perils of engendering digital doppelgangers, the preservation of individuality after corporeal demise, as well as the plausible ramifications of the technological modification of the human essence.

Технологическое развитие России в последние годы идет активными темпами в связи с внешними вызовами, которые диктуют необходимость поиска внутренних ресурсов и ставит перед научным сообществом серьезные задачи в части развития научно-исследовательского потенциала и достижения программно-технологического суверенитета, особенно подчеркивая важность IT индустрии и долгосрочного прогнозирования. Важной составляющей является поиск «технологических ключей» к созданию товаров и услуг следующих поколений. Чтобы занять лидирующие позиции, необходимо быть на шаг впереди, создавая собственные конкурентные технологии, товары и сервисы. Нанотехнологии вбирающие в себя понятие IT, являются надотраслевой технологией, то есть, это основа для достижения прогресса в любой сфере человеческой деятельности. Без применения информационных технологий достичь выдающихся результатов в динамично меняющемся мире будет крайне сложно. Появляется интерес к новым методам компьютерного моделирования, которые позволяют создавать экспериментальные цифровые двойники в виде имитационных моделей и способны отчасти нивелировать неполноту информации. Можно принимать управленческие решения, смоделировав критически важные динамические процессы государства, например: сформировать прогноз на 10 лет о демографическом положении страны, сымитировать внутреннее социально-экономическое развитие, оценить и спрогнозировать геополитическую обстановку в период глобальных торговых войн, рассчитать интегральные показатели национальной силы передовых держав. Рассмотренные в статье прикладные инструменты моделирования демонстрируют полезность таких средств управления с развитыми функциональными элементами в информационно-аналитических структурах управления. В ближайшей перспективе эта тенденция будет возрастать и, те страны, которые займут лидирующие позиции в этом направлении, смогут создавать сверхэффективные прогнозно-аналитические сценарии с различным уровнем детализации. Задействовав все функциональные возможности имитационного моделирования можно создавать действительно прикладные инструментальные комплексы с потенциальным заделом на имплементацию подобных решений в структуры систем распределенных ситуационных центров для будущего развития технологического суверенитета и внедрения принципиально новых методов стратегического прогнозирования в Российской Федерации.