Научный архив: статьи

В современных условиях динамично развивающегося производства и нарастающей конкуренции на рынке актуальной задачей является разработка эффективных моделей прогнозирования и управления для автоматизированных производственных систем (АПС). Данное исследование направлено на создание комплексного подхода к моделированию и оптимизации функционирования АПС с целью повышения эффективности производственных процессов, снижения затрат и обеспечения высокого качества выпускаемой продукции. Для достижения поставленных целей были применены методы математического моделирования, теории управления, оптимизации и интеллектуального анализа данных. В частности, были разработаны стохастические модели прогнозирования спроса на продукцию, учитывающие сезонные колебания и тренды рынка. Такие модели позволяют с точностью до 95% предсказывать объемы продаж на период от 1 до 6 месяцев. Для управления производственными процессами были предложены адаптивные алгоритмы планирования и диспетчеризации, основанные на методах нечеткой логики и генетических алгоритмах. Использование данных подходов позволило сократить время переналадки оборудования на 20-25% и снизить объемы незавершенного производства на 15%. Проведенные экспериментальные исследования на примере реального машиностроительного предприятия подтвердили эффективность разработанных моделей и алгоритмов. Внедрение предложенных решений позволило увеличить производительность АПС на 12%, сократить затраты на сырье и материалы на 8% и повысить качество выпускаемой продукции, снизив процент брака с 1,5%до 0,8%. Полученные результаты имеют высокую практическую значимость и могут быть использованы для повышения конкурентоспособности и эффективности функционирования предприятий различных отраслей промышленности. Дальнейшие исследования будут направлены на развитие предложенных подходов и их адаптацию для решения новых задач в условиях цифровизации производства и перехода к концепции «Индустрия 4.0».

В настоящем исследовании рассматриваются вопросы разработки и апробации интеллектуальных систем управления (ИСУ), нацеленных на повышение производительности различных технологических процессов. Актуальность данной темы обусловлена стремительным развитием информационных технологий и возрастающей потребностью в оптимизации производственных циклов для достижения максимальной эффективности и конкурентоспособности предприятий. Цель работы заключается в исследовании потенциала применения ИСУ для усовершенствования технологических процессов и разработке практических рекомендаций по их внедрению. Материалы и методы исследования включают в себя анализ существующих подходов к проектированию ИСУ, моделирование различных сценариев их функционирования, а также проведение экспериментов на реальных производственных объектах. В частности, были изучены такие методы, как нейронные сети, нечеткая логика, генетические алгоритмы и машинное обучение. Для апробации разработанных ИСУ были выбраны три предприятия различных отраслей промышленности: металлургический завод, нефтеперерабатывающий комплекс и фармацевтическая компания. Результаты исследования показали, что внедрение ИСУ позволяет значительно повысить производительность технологических процессов. Так, на металлургическом заводе удалось сократить время плавки стали на 12%, а расход энергоресурсов – на 8%. На нефтеперерабатывающем комплексе оптимизация работы установки каталитического крекинга привела к увеличению выхода светлых нефтепродуктов на 5,6%. В фармацевтической компании применение ИСУ для управления процессом синтеза активных веществ позволило на 20% снизить количество бракованной продукции и на 15% сократить время производственного цикла. Полученные результаты демонстрируют высокую эффективность использования интеллектуальных систем управления для оптимизации технологических процессов и открывают широкие перспективы для их дальнейшего применения в различных отраслях промышленности.

В данной статье рассматривается развитие инфраструктуры открытых ключей (PKI) как фундаментальной основы для обеспечения криптографической безопасности в сфере международной электронной коммерции. Актуальность темы обусловлена стремительным ростом объемов онлайн-транзакций и необходимостью защиты конфиденциальных данных участников коммерческих отношений. Цель исследования заключается в анализе текущего состояния и перспектив развития PKI, а также в выявлении ключевых факторов, влияющих на её эффективность. Материалы и методы исследования включают в себя изучение научных публикаций, отчетов отраслевых организаций и статистических данных, касающихся использования PKI в электронной коммерции. Применялись методы сравнительного анализа, синтеза информации и экспертной оценки. Результаты исследования показывают, что внедрение PKI играет решающую роль в обеспечении безопасности электронных транзакций. Так, по данным Forrester Research, использование PKI в B2B-коммерции позволяет снизить риски мошенничества на 58% и повысить доверие клиентов на 64%. Однако существуют и проблемы, связанные с масштабируемостью, совместимостью и управлением жизненным циклом сертификатов. Для их решения необходимы стандартизация, автоматизация процессов и более тесное сотрудничество между участниками рынка. Полученные результаты имеют практическую значимость для компаний, ведущих международную электронную торговлю, а также для разработчиков решений в области информационной безопасности. Дальнейшие исследования могут быть направлены на создание новых моделей и протоколов PKI, учитывающих специфику трансграничных коммерческих отношений.

Экспериментально исследованы распространение и структура импульсного микро-плазменного разряда (длительность разряда 100 мкс, амплитуда электрического тока в разряде 200 А), инициируемого на поверхности титанового образца, покрытого тонкой диэлектрической пленкой толщиной около 10 нм, широкоапертурным потоком плазмы c плотность плазмы 21013 см-3 и длительностью импульса 25 мкс. Обнаружено, что свечение микроплазменного разряда визуально в макромасштабе имеет разветвленную структуру типа дендрита, которая в микромасштабе состоит из большого количества ярко светящихся «точечных» образований – локализованных на поверхности металла катодных пятен. В результате взаимодействия микроплазменного разряда с образцом титана происходит эрозия его поверхности. При этом эрозионная структура визуально «идентична» структуре свечения разряда и состоит из большого количества отдельных микрократеров с характерными размерами от 0,3 до 10 мкм, локализованных на поверхности металла в пределах области площадью 1 см2. Вся совокупность микрократеров в макромасштабе образует разветвленную структуру типа дендрита. Установлено, что микроплазменный разряд распространяется вдоль поверхности титана, по-крытого тонкой диэлектрической пленкой, со средней скоростью 70 м/с. Причём, распространение микроплазменного разряда имеет «прыжковый» характер: плазма «неподвижных» горящих катодных пятен инициирует возбуждение новых катод-ных пятен на расстояниях локализации 3–30 мкм от них.

Цифровые двойники представляют собой перспективный инструмент для оптимизации производственных процессов, в том числе в хлебопекарной промышленности. Целью данного исследования является разработка и апробация методики создания цифровых двойников хлебопекарных линий для повышения эффективности их функционирования. В работе использован комплекс методов математического моделирования, компьютерного симулирования и машинного обучения. На основе детального анализа технологических процессов и оборудования хлебозавода «ТОНОЯН» построены динамические модели ключевых производственных участков. Проведена серия экспериментов по оптимизации параметров работы жиловочного и тестоприготовительного отделений. Внедрение цифровых двойников на предприятии позволило: 1) снизить расход муки на 2,5% при сохранении качества готовой продукции; 2) повысить производительность линий на 5,7% за счет минимизации простоев; 3) сократить удельное энергопотребление на 4,1%. Предложенный подход может быть масштабирован на хлебопекарные производства различного типа. Для достижения максимального эффекта требуется адаптация моделей к специфике конкретных предприятий и активное вовлечение персонала в процесс цифровой трансформации.

В статье были изучены факторы, оказывающие негативное воздействие на региональные хлебопекарные предприятия в России, включая сложности, с которыми они сталкиваются в условиях санкций, в частности ограничения сотрудничества с ведущими поставщиками ингредиентов и оборудования. Была рассмотрена динамика финансовых показателей сети пекарен «Хлебница» за 2022 и 2023 годы и их корректировка с применением цифровых технологий. Предложено совершенствование системы обслуживания потребителей. Следует отметить, что региональные хлебопекарные предприятия в Российской Федерации сталкиваются с рядом проблем, включая рост цен на сырье, экономические санкции, что требует активных мер по стимулированию развития. В то же время обнаружены перспективы роста и развития в хлебопекарной сфере, включая инвестиции в модернизацию производства и инновации. Было отмечено, что региональная хлебопекарная отрасль в условиях санкций претерпела диверсификацию ассортимента. Выявлено, что большинство пекарен работают в крупных городах (Москва, Санкт-Петербург и т.д.). Доля рынка в городах регионального значения существенно ниже из-за более низких доходов населения.

В условиях современной экономики и быстро меняющейся технологической среды развитие кадрового потенциала имеет особо важное значение. Обеспечение компании квалифицированными кадрами является ключевым фактором конкурентоспособности на рынке. Взаимодействие образования и производства приобретает особую значимость в условиях необходимости адаптации к новым технологиям и методам работы. Анализ и исследование сотрудничества с образовательными учреждениями позволяют предприятиям создавать перспективные кадровые резервы и готовить специалистов, соответствующих специфике отрасли. В данной статье рассматривается краткая характеристика компании ООО «Пищевые системы». Проведен анализ кадровой политики и экономических методов стимулирования кадрового потенциала ООО «Пищевые системы». Изучены динамика численности работников, их состав и структура в филиале за период 2021-2023 годов, а также представлены количественные показатели оценки кадрового потенциала за данный период. Исследованы факторы и проблемы, влияющие на развитие предприятия. Осуществлена оценка сильных и слабых сторон компании. Предложены меры по увеличению трудового потенциала через сотрудничество с вузами, с акцентом на управление рисками промышленного предприятия. Представлена модель межотраслевого научно-технического сотрудничества, включающая создание центра компетенция на базе Национального Исследовательского Технологического Университета. В статье проанализированы особенности научно-технического прогресса на предприятиях и механизмы их взаимодействия с производственными структурами. Предложена концепция инновационного стратегического планирования, ориентированная на развитие кадрового потенциала и повышение качества продукции.

В условиях стремительного развития цифровых технологий и усложнения структуры цепочек поставок в хлебопекарной промышленности, актуальной становится проблема повышения прозрачности и эффективности управления данными процессами. Одним из перспективных инструментов решения этой задачи являются цифровые двойники – виртуальные модели реальных объектов и процессов, позволяющие осуществлять мониторинг, анализ и оптимизацию в режиме реального времени. Данное исследование направлено на изучение роли цифровых двойников в повышении прозрачности и эффективности управления цепочками поставок в хлебопекарной отрасли. Материалы и методы исследования включают анализ существующих научных публикаций, отчетов консалтинговых компаний и кейсов внедрения цифровых двойников на хлебопекарных предприятиях. Для оценки эффективности применения данной технологии были использованы методы статистического анализа, моделирования и сравнительного анализа ключевых показателей эффективности (KPI) цепочек поставок до и после
внедрения цифровых двойников. Результаты исследования демонстрируют, что использование цифровых двойников позволяет повысить прозрачность цепочек поставок хлебобулочных изделий на 30%, снизить затраты на логистику на 18-22%, сократить время выполнения заказов на 35%, а также улучшить показатели качества продукции на 15%. Кроме того, цифровые двойники способствуют оптимизации процессов планирования производства, прогнозирования спроса, управления запасами сырья и готовой продукции, что в совокупности приводит к повышению общей эффективности управления цепочками поставок в хлебопекарной отрасли на 25-30%.

Развитие отрасли электротранспорта в значительной степени зависит от количества квалифицированных кадров, осуществляющих проектировку, настройку, диагностику и обслуживание данного вида транспорта. Помочь в формировании необходимых знаний у будущих специалистов, чья рабочая деятельность будет связана с электротранспортом, может учебный стенд и программное обеспечение DVT Customer.

ЦЕЛЬ. Целью данного исследования является анализ функций программного обеспечения, работающего со стендом электромобиля, и сравнение их с возможностями предоставляемыми другими комбинациями учебных стендов и программ.

МЕТОДЫ. Авторами статьи проведен анализ возможностей программного обеспечения, представлен принцип работы и продемонстрированы возможные результаты, получаемые при эксплуатации DVT Customer.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Аналитические результаты, полученные в результате исследования, являются одним из аспектов, который будет учитываться при разработке планов использования программного обеспечения DVT Customer в совокупности со стендом электромобиля. Данный симбиоз ПО и стенда существенно расширяет возможности обучения специалистов, в области электромобилей, и проведения научно-практических исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Высокие профессиональные навыки сотрудников и наличие достаточного количества научных работ в сфере электромобилей непосредственно влияют на качество перехода человечества к электрическим транспортным средствам. В связи с этим, можно сказать, что использование данного ПО в совокупности с испытательным стендом необходимо интегрировать в учебный процесс, а также предоставить доступ к нему для научных сотрудников учебных заведений.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Необходимость разработки новых конструктивных решений, предназначенных для покрытия зданий гражданского и промышленного назначения, обеспечивающих свободную планировку перекрываемого объема за счет применения редкой сетки колонн и обладающих меньшей габаритной высотой, по сравнению с аналогичными конструкциями.

ЦЕЛЬ. Исследование предложенных новых конструктивных решений, включающее оценку деформативности при действии как равномерных, так и неравномерных внешних нагрузок.

МЕТОДЫ. Численный анализ конструкции покрытия выполнен в специализированном лицензионном программном комплексе Easy.2020. Учтены как равномерные внешние нагрузки, так и нагрузки, действующие на половине площади покрытия и загружение отдельных секций покрытия. Исследование влияния горизонтальных связей на работу конструкции выполнено посредством вариации их продольных жесткостей, а также, путем задания провисания элементов связей. Обработка результатов численного анализа выполнена при помощи программного комплекса MathCad, позволившего визуализировать относительные перемещения узлов, а также, углы наклона стоек и ребер к вертикали.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Подтверждено, что исследуемая конструкция сохраняет работоспособное состояние и равновесное положение в пространстве от действия внешних равномерных и неравномерных нагрузок. Определены наиболее неблагоприятные воздействия на исследуемую конструкцию. Установлено влияние продольной жесткости и провисания гибких вантовых связей на работу конструкции.

В представленном исследовании подробно описан процесс разработки современной установки для проведения спектральных методов анализа на основе широко используемого фотометра КФК-3. В работе уделено особое внимание схемам подключения прибора к персональному компьютеру, а также разработанному программному обеспечению, которое позволяет существенно расширить функциональные возможности фотометра КФК-3. Благодаря внедрению этого программного обеспечения стало возможным не только частично автоматизировать процесс анализа получаемых спектров, но и обеспечить их удобную передачу в сторонние системы для более глубокого и разностороннего анализа данных. Кроме того, в работе детально описан процесс модификации самого фотометра, направленный на обеспечение возможности его полного управления через ПК. Это включает в себя как аппаратные изменения, так и разработку соответствующих протоколов передачи данных между компьютером и контроллером, который предлагается использовать в качестве управляемого блока для фотометра. Описаны принципы работы программного обеспечения, алгоритмы взаимодействия между компонентами системы, а также проведен анализ эффективности и надежности предложенного решения. Проведенные испытания показали значительное повышение точности и скорости проведения спектрального анализа по сравнению с исходной моделью фотометра. Разработанная система обладает высокой степенью гибкости и может быть легко адаптирована под различные требования и задачи лабораторных исследований. Предлагаемое решение имеет большой потенциал для использования в научных и промышленных целях, где требуется высокая точность и автоматизация процессов спектрального анализа. Таким образом, модернизация фотометра КФК-3 и разработка сопутствующего программного обеспечения открывают новые возможности для исследований в области спектроскопии и аналитической химии.

В статье представлена реконструкция повторяемости позднеголоценовых пожаров в бассейне р. Верхний Дон, выявленная на основе анализа микроскопических частиц древесного угля (линейный размер >100 мкм), накопленных в слоях торфа Подкосмовского болота с 4000 кал. (калиброванные) годы BP. Подкосмовское болото расположено на территории музея-заповедника «Куликовская битва» и имеет статус охраняемой территории. Сравнение полученных результатов с предыдущими количественными реконструкциями лесистости и изменений растительности на территории исследований по пыльцевым и археологическим данным показало низкую пожарную активность в бассейне Верхнего Дона между 4000 и 1500 кал. лет БП. Мозаика лесостепной растительности включала участки широколиственных сосновых лесов, приречных ольшаников и луговых степей на сухих склонах. Общая лесистость района Куликовской битвы колебалась от 20 до 40% и составляла около 2700 кал. лет назад она достигала 40–45% из-за похолодания климата и увеличения влажности. Начиная с 1500 кал. лет назад скорость угленакопления в торфяных толщах Подкосмовского болота постепенно увеличивалась. Наибольшая повторяемость пожаров и наиболее интенсивное накопление древесного угля в торфе отмечены в период от 900 до 300 кал. лет BP, что привело к вырубке лесов в этом районе. Четкая связь между частотой пожаров и изменениями климата в течение последнего тысячелетия не установлена, однако фазы интенсивного угленакопления в торфе совпадали с этапами заселения региона человеком, о чем свидетельствуют изменения растительности и археологические находки.