Архив статей журнала
В статье предложен метод формализации технических, технологических и режимных параметров производственного комплекса, реализованного средствами инфологического анализа. Целью работы является разработка альтернативного метода формализации параметров технологической линии, функционирующей в режиме дискретного поточного многономенклатурного производства, на основе инфологического анализа с применением средств реляционной модели данных в нотации IDEF1X. Авторами показана необходимость перехода от традиционных функциональных схем автоматизации к более гибким подходам, способным учитывать динамически меняющиеся производственные условия и разнообразие номенклатуры изделий, а также сложность критериев переналадки оборудования и вариативность технологических процессов. Проведен сравнительный анализ функциональной схемы автоматизации и инфологического анализа по ключевым критериям, таким как гибкость, структурированность данных, возможность интеграции и автоматизации проверки данных на ошибки. Результаты исследования подтверждают преимущества предложенного подхода, выраженные в сокращении времени адаптации модели к изменениям производственных условий, улучшении структуризации данных, повышении степени автоматизации формализации и расширении возможностей интеграции с системами управления производством и цифровыми сервисами. Предложенный метод обеспечивает эффективную унификацию и формализацию технических, технологических и режимных параметров, повышая точность и оперативность производственного планирования и управления в условиях цифровой трансформации промышленных предприятий.
Цель данного исследования - повышение точности оценки вероятности безотказной работы оборудования с учетом восстановительных операций посредством анализа и разработки алгоритма и способов учета восстановительных операций при расчете вероятности безотказной работы оборудования в технологическом процессе. В статье представлена разработка алгоритма учета восстановительных операций, как одного из методов обеспечения надежности, при расчете вероятности безотказной работы оборудования в технологическом процессе. Алгоритм отвечает следующим требованиям: применение вероятностного подхода; учет операций обслуживания и ремонта оборудования; учет наличия нескольких резервных экземпляров оборудования; учет различных способов использования резервного оборудования; возможность получения входных данных для алгоритма из доступных в процессе источников; программная реализуемость алгоритма; возможность встраивания в автоматизированные системы управления технологическими процессами. В основе алгоритма заложено применение множеств для видов и групп операций, а также различных коэффициентов восстановления безотказной работы оборудования: коэффициент уменьшения вероятности безотказной работы оборудования при простое, коэффициент восстановления вероятности безотказной работы оборудования при обслуживании и ремонте. Рассмотрены и проанализированы частные случаи применения разработанного алгоритма: последовательный, предполагающий использование одного экземпляра оборудования до тех пор, пока вероятность его безотказной работы выше граничного значения, и поочередный, заключающийся в переключении на другой экземпляр после каждого использования. Представленные в работе положения позволят повысить контроль в технологических процессах с применением автоматизированных систем управления и обеспечить их работоспособность на основе расчета априорных и апостериорных вероятностей безотказной работы оборудования в операциях технологического процесса.
В данной статье представлена содержательная постановка задачи математического моделирования оптимального управления нагревом «термически тонких» и «термически массивных» тел в печи, обеспечивающего минимум по критерию расхода топлива. Рассматривается задача нагрева термически «тонкого тела», позволяющая при заданных условиях конвективного теплообмена в печи, времени нагрева и вида топлива выбирать такой температурный режим, при котором заданная конечная температура достигается при минимальном расходе топлива. Рассмотренные модели распространяются на камерные печи с учетом рассредоточенного подвода топлива и отвода дыма. Установлено, что при возрастании мощности печи оптимальное время нагрева уменьшается и скоростной нагрев «термически тонких» тел наиболее выгоден при большой удельной мощности холостого хода печей, например секционных. Обнаружено, что при отсутствии ограничений оптимальная температура газов достигается при постоянной тепловой мощности, а затем нагрев осуществляется при предельно допустимой температуре газов. Представлена вычислительная методика и процедура расчета нагрева «термически массивных» тел, состоящая из двух периодов: нагрева при оптимальной постоянной тепловой мощности до момента достижения заданной конечной среднеобъемной температуры с выдержкой при постоянном теплосодержании, с учетом удельного расхода топлива, что является современным инструментом для цифровизации расчета энергоемкого процесса нагрева рудного материала на предприятиях горнообогатительного комплекса промышленности. Представлены численные процедуры по определению оптимальной тепловой мощности в регенеративных и рекуперативных нагревательных колодцах с учетом веса исследуемых образцов, применяемого топлива и мощности холостого хода. Анализ представленных вычислительных процедур использования топлива позволяет выявить новые подходы к исследованию закономерностей между характеристиками нагрева рудного сырья, которые могут быть полезными при конструировании печей, нормировании расхода топлива и совершенствовании систем управления теплотехнологическим оборудованием. Они позволят оценить потенциальный резерв экономии топлива в направлении изменения режима работы печи в сторону оптимизации. Работа выполнена в рамках государственного задания, проект № FSWF-2023-0012.
Современное состояние научной деятельности характеризуется стремительным ростом объемов цифровых данных, усложнением исследовательских процессов и увеличением междисциплинарных взаимодействий, что обусловливает необходимость переосмысления традиционной методологии проведения исследований. Целью настоящего исследования является разработка воспроизводимой методологии науки о данных, в которой научная деятельность представляется как совокупность формализованных процессов, взаимодействующих с центральным объектом - Информацией. Методология разработана на основе анализа актуальной научной литературы, философских оснований научного метода, а также опыта междисциплинарных проектов, ориентированных на воспроизводимые вычисления и системную работу с данными. В рамках работы структурированы семь воспроизводимых процессов: сбор наблюдений, сбор вопросов, сбор публикаций, исследование, создание концептуальных фреймворков, публикация и создание дизайна. Каждый из процессов определен через фазу анализа и синтеза и направлен на трансформацию элементов Информации, включающей определения, наблюдения, вопросы, концептуальные фреймворки, прогнозы и дизайн процессов. Методология позволяет отделить процессы производства знания от самого знания, что способствует повышению прозрачности, воспроизводимости и верифицируемости научной деятельности. Предложенная структура обеспечивает формализацию научной деятельности, ее управляемость и адаптивность к условиям цифровой науки, сохраняя преемственность классического научного метода.
Показано, что цифровые двойники являются одной из самых перспективных и значимых технологий, способствующей значительному повышению эффективности, точности и гибкости управления объектами и процессами. Выполнен системный анализ теоретических источников, сайтов и научно-технических новостей, посвященных созданию и применению цифровых двойников сложных технических и биологических объектов (цифровые двойники человека) в системах управления и поддержки принятия решений. Отмечена высокая актуальность исследований в области цифровых двойников человека. Показано отличие понятий «Цифровой двойник человека» и «Цифровая личность». Введен новый термин - «Цифровой двойник индивидуума», объединяющий идею точной цифровой репликации физической сущности человека («Цифровой двойник человека») и концептуального представления его личности в цифровом формате («Цифровая личность»). Показано, что цифровой двойник индивидуума может включать как физическую, так и социально-психологическую составляющую, сохраняя ключевые характеристики оригинала (специально спроектированной виртуальной модели человека) и его образа, создаваемого в виртуальном пространстве. Приведены примеры применения цифрового двойника индивидуума в различных отраслях народного хозяйства. Разработана концептуальная структурно-функциональная модель управления цифровым двойником в организационных системах. Разработанная модель призвана стать основой для дальнейшего системного моделирования и последующего проектирования математической модели, а также разработки алгоритмов и программного обеспечения цифрового двойника человека. Отмечены вызовы и проблемы, которые неизбежно придется решать в связи с применением цифровых двойников в организационных системах.
Цель работы - разработка и апробация методики комплексной оценки приоритетности технологий на примере угольной отрасли. Выявление и оценка потенциала перспективных технологий - важное условие экономического роста и национальной энергетической безопасности страны. Для оценки потенциала был разработан алгоритм вычисления интегрального показателя применимости технологий, который на основе многомерного набора факторов и критериев позволил оценить приоритетность технологий для формирования высокотехнологичных цепочек создания стоимости в угольной и смежных отраслях, способных обеспечить устойчивый рост и технологический суверенитет в условиях нечеткой входной информации (субъективных оценок экспертов). При разработке и апробации интегрального показателя использовались методы патентного анализа и нечетко-логический алгоритм поддержки принятия решений Fuzzy Analytic Hierarchy Process. Исследование проведено на примере отечественной угольной отрасли, в которой проблемы формирования технологического суверенитета стоят наиболее остро. Источниками информации послужили патентная информация, размещенная в патентно-аналитической системе Orbit Intelligence Premium edition, результаты экспертного опроса. Предлагаемая методика включает в себя пять этапов: 1) формирование патентной коллекции; 2) отбор и оценка наиболее технологически значимых патентных семейств; 3) опрос экспертов; 4) построение иерархической модели, 5) расчет интегрального показателя применимости технологий. Методика может быть использована для выявления и оценки приоритетности технологий и для других отраслей.
Целью исследования является создание методики, с помощью которой можно оценить уровень защищенности информации при ее обработке оператором в человеко-машинном интерфейсе. Данная методика может быть использована для обеспечения управления информационной безопасностью, повышения защищенности объекта от посягательств, снижения уровня ложных срабатываний технических средств интегрированной системы безопасности. Для решения данной задачи применяется система оценок, формируемых группой экспертов по следующим разделам: виды органолептической информации, получаемой оператором (для каждого вида такой информации экспертами оценивается важность обеспечения целостности, конфиденциальности и доступности в зависимости от уровня подсистемы безопасности); перечень факторов, влияющих на защищенность информационных ресурсов для конкретного интерфейса; градации и весовые коэффициенты для факторов, влияющих на защищенность информационных ресурсов для конкретной интегрированной системы безопасности; оценки для распределения значимости факторов, влияющих на защищенность информационных ресурсов по целостности, конфиденциальности и доступности. Защищенность информации человеко-машинного интерфейса предлагается оценивать как евклидово расстояние в пространстве критериев целостности, конфиденциальности и доступности. Данные экспертные оценки были получены и апробированы для оценки различных типов программного обеспечения интегрированных систем безопасности. Предложенная методика может быть использована для: создания системы поддержки принятия решений; оценки качества подготовки и работы конкретных операторов; надежного обеспечения физической защиты конкретного объекта; выбора программных средств интегрированной системы безопасности на объекте защиты.
Целями исследования в статье являются разработка методов изготовления радиусно-сопряженной глобоидно-цилиндрической пары привода с нелинейчатым червяком, профиль витка которого очерчен по вогнутой эвольвенте, а зубьев сопряженного колеса - по выпуклой эвольвенте, а также обоснование технологической схемы их изготовления и выходных параметров процесса ротационного точения винтовой поверхности глобоидного червяка. В разделе «Материалы и методы исследования» проведен анализ технологий нарезания глобоидных винтовых поверхностей, предложена технологическая схема изготовления профильно-сопряженной червячной пары путем нарезания черновых витков на стальном корпусе червяка ротационным точением, а затем - последующего чистового нарезания витков червяка методом обкатки с профилированием по методу копирования дисковым многолезвийным инструментом с эвольвентным профилем режущих элементов. Приведены расчеты оборотов многолезвийного инструмента, контактных напряжений, на основании проведенных исследований разработана технологическая схема изготовления профильно-сопряженной червячной передачи. Установлена эмпирическая зависимость шероховатости винтовой поверхности глобоидного червяка с вогнутым профилем от технологических режимов. Измерения температуры проводили при помощи тепловизора модели HotFindDTX. Определение погрешности винтовой поверхности по шаговым размерам и профилю производили при помощи координатно-измерительной машины RommerArmc. Предложены материалы, которые будут использоваться для изготовления червячной пары, а также в качества антифрикционного покрытия вместо традиционно жидкой смазки, - слоистые твердосмазочные материалы.