Современное производство радиоэлектронной аппаратуры является характерным примером позаказного многономенклатурного типа производства. При позаказном производстве изделий каждый заказ является уникальным изделием. Повторяемость заказов в общем объеме заказов достаточно невелика по сравнению с новыми заказами, что приводит к большому росту номенклатуры изделий. Как правило, производимые изделия являются сложными, высокотехнологичными изделиями, которые могут иметь большую структуру, состоять из большого количества компонентов и имеют сложный технологический процесс изготовления. Таким образом, реализация полного цикла производства изделий и подготовки конструкторской документации требует сопровождения специализированными программными средствами. Из-за сложности готовых изделий и большого числа участников, задействованных в производственной деятельности, происходит экспоненциальный рост объемов информации. Без наличия актуальных данных и методов для быстрого принятия решений процесс разработки и производства не будет эффективным. Рассмотрены вопросы автоматизации отслеживания оперативных изменений конструкторской документации на всех этапах производства радиоэлектронной аппаратуры. Автоматизированные системы, отвечающие за управление жизненным циклом продукции, называются PLM - Product Lifecycle Management - это стратегия производства промышленных изделий, управляющая продуктом на всех этапах жизненного цикла. Существующие коммерческие решения в данной области обладают избыточным функционалом и сложны для интеграции в существующее информационное пространство предприятия. Цель исследования: исследование процесса регистрации технических изменений конструкторской документации. Материалы и методы. В статье представлен процесс реализации технических изменений в виде формальной модели и функциональной модели реализации журнала изменений с использованием нотации IDEF0. Представлена архитектура электронного журнала оперативной регистрации изменений в форме диаграмм графической нотации UML. Результаты. Предложены модели для разработки автоматизированной системы управления электронным журналом оперативной регистрации изменений. Рассмотрена программная реализация системы управления электронным журналом оперативной регистрации изменений на научно-производственном предприятии. Заключение. Предложенная в исследовании автоматизированная система позволяет в короткие сроки довести до производственных цехов предприятия сведения о предлагаемых изменениях в конструкцию опытного образца изделия, остановить производство, провести необходимые корректирующие действия и доработать изделие с минимизацией потерь на изготовление нового опытного образца.
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
2024. — Выпуск 1
Содержание:
В представленной работе рассматривается программный комплекс для обеспечения мониторинга состояния следящего гидропривода с гидростатическими направляющими в составе диагностического вибростенда для цифровых трансформаторов. Срок службы цифровых измерительных трансформаторов составляет 25 лет, а межповерочный интервал - 8 лет. Для достижения таких высоких эксплуатационных характеристик необходимо проведение большого количества испытаний для подобных изделий. Одним из таких испытаний является испытание на вибростенде. Уникальность применяемого в диагностическом вибростенде гидропривода заключается в его длительном ресурсе работоспособности в эксплуатационных нагрузках (до 100 млн циклов). Такая надежность достигается за счет применения в конструкции гидропривода специальных гидростатических направляющих и требует наличия специального программного обеспечения. Создана архитектура программного комплекса для вибростенда. Для тестирования функционала пакета выполнено имитационное моделирование работы компонентов программного комплекса. Цель исследования: на основе анализа функционирования технологического оборудования и вариантов реализации управляющего программного обеспечения разработать архитектуру программного комплекса для реализации системы мониторинга состояния следящего гидропривода с гидростатическими направляющими в составе диагностического вибростенда для цифровых трансформаторов. Материалы и методы. Поставленные научные задачи решены с применением методов системного анализа, компьютерного, математического и имитационного моделирования взаимодействия программного комплекса с компонентами следящего гидропривода с гидростатическими направляющими. Результаты. Основным практическим результатом проведенных исследований является разработка архитектуры программного комплекса для испытания цифровых измерительных трансформаторов на вибростенде. Предлагается при программной реализации комплекса использовать кроссплатформенные решения и опираться на современный опыт использования свободно распространяемого программного обеспечения. Заключение. Разработанная архитектура программного комплекса ориентирована на обеспечение автоматизированной работы следящих гидроприводов, позволяет конфигурировать все необходимые параметры оборудования, осуществлять мониторинг состояния оборудования по цифровым протоколам передачи данных, централизованно сохранять и тиражировать настройки гидроприводов под конкретные условия эксплуатации на предприятиях. Анализ вариантов реализации показал, что применение SCADA-систем упрощает процесс разработки типовых проектов диспетчерского управления и сбора данных и мониторинга состояния, но при этом имеет повышенную сложность на этапе развертывания и эксплуатации. Функционал ни одной из распространённых и надёжных SCADA-систем не покрывает всех требований к данному проекту. В частности, это относится к подключению по USB и обработке высокочастотных сигналов, предусмотренных требованиями к разработке. Помимо этого, при применении универсальных SCADA-систем конечному пользователю необходимо приобретать лицензию на RunTime компонент SCADA.
Ключевые слова
Файловая система является одним из компонентов информационной системы, особенно уязвимых к атакам злоумышленников. Следовательно, повышение уровня защищённости информационной системы невозможно без обеспечения достаточного уровня защиты объектов файловой системы, атаки на которые затрагивают в том числе интересы пользователей информационных систем. Для принятия решений по использованию тех или иных механизмов защиты объектов файловой системы необходима регулярная оценка их текущего уровня защищённости. Цель исследования: построение модели оценки защищённости информационной системы с криптографическим преобразованием объектов файловой системы в условиях применения злоумышленником широкого спектра атак на файловую систему. Материалы и методы. Анализ научных публикаций по проблеме оценки защищённости информационных систем позволил предложить методику оценки защищённости активов информационной системы. Методика основывается на комбинации вероятностного подхода к анализу возможных сценариев реализации угроз в информационных системах для объектов файловой системы, экспертных оценок базовых событий атаки и представления в виде деревьев атак. Представление реализации угроз в виде деревьев атак использовано для моделирования действий злоумышленника. Результаты. Разработана структурная модель информационной системы с криптографическим преобразованием объектов. Выделены её ценные активы. Определён перечень основных угроз информационной безопасности, актуальных для такого рода систем. Смоделированы возможные варианты путей реализации атак и возможные сценарии развития событий в процессах передачи объектов файловой системы с криптографическим преобразованием. Предложен комплекс мер защиты объектов информационной системы с криптографическим преобразованием объектов. Предложен расчёт вероятностей атак на актив по пути, определённому деревом атак, возможности реализации атаки, степени эффективности предлагаемых контрмер. Заключение. Представленная методика оценки защищённости информационной системы с криптографическим преобразованием объектов даёт возможность комплексного применения известных подходов, будет полезна разработчикам и исследователям в практической и научной деятельности по обеспечению информационной безопасности.
Ключевые слова
Организационно-технические системы являются самым распространенным инструментом решения народнохозяйственных задач. Однако в силу включенного в их состав персонала они характеризуется стохастическим поведением, что актуализирует вопрос разработки их вероятностной модели. С другой стороны, вероятностный аппарат является инструментом прогнозирования грядущих явлений и ситуаций и поэтому необходим механизм его использования в предиктивном (прогнозном) управлении. В работе использовано для этого первое вероятностное приближение в виде марковского процесса и его описания уравнением Фоккера - Планка - Колмогорова. Цель исследования заключается в постановке и решении задач оптимального управления с вероятностными критериями качества управления для следящей схемы предиктивного управления, а также в разработке механизма метасистемного переключения моделей в случае адаптивной схемы с прогнозной моделью в контуре управления. Материалы и методы. На основе анализа научных идей и методологических подходов в предиктивном управлении отечественных и зарубежных авторов, а также математических методов и моделей осуществлен выбор двух схем реализации предиктивного управления для повышения эффективности функционирования организационно-технических систем: схем следящего и адаптивного управления. Результаты. Задача оптимального управления решена с помощью двух методов: принципа максимума Понтрягина и принципа динамического программирования Беллмана. Показано, что в первом случае имеет место выпуклая вверх стратегия достижения целевого значения управляемой величины при максимизиующем подходе, а во втором случае результатом стала стратегия, выпуклая вниз, используемая для оптимального расхода управленческих ресурсов. Кроме того, для другой схемы предиктивного управления - адаптивной с прогностической моделью в контуре - доказана эффективность применения стратегии метасистемного переключения моделей с постановкой и решением шести метасистемных задач. Заключение. Предлагаемый подход может быть использован при проектировании систем управления в организационно-технических системах и выборе стратегий поведения в сложных рыночных условиях при решении проблем их развития.
Ключевые слова
В данной работе рассматривается информационная система - ее структура и факторы воздействия внешней среды, что позволяет описывать ее имитационными средствами. Элементами для описания подобных систем являются алгебраические дифференциальные уравнения, цепи Маркова или аналогичные им. Цель исследования заключается в формировании условий проведения натурного эксперимента не на исследуемой системе, а на некоторой другой (с известными параметрами распределения исследуемой случайной величины, например, закона распределения), достаточно «похожей» на данную и такой, экспериментальное функционирование которой не приведет к сколько-нибудь ощутимым издержкам. Методы исследования. При имитации процессов Маркова очень часто встречаются трудности, связанные с необходимостью ввода в память машины стохастических матриц бесконечной размерности. Фактически очень трудно представить бесконечную стохастическую матрицу, в которой все элементы выбраны «чисто случайно», т. е. без каких бы то ни было закономерностей. На практике всегда случаются только такие матрицы, в которых, начиная с некоторой строки, проявляется определенная закономерность в образовании элементов. На этом свойстве основывается решение указанной проблемы. Результаты. Алгоритм нахождения случайной величины заключается в выборе того из высказываний, которое при данном значении является истинным. Затем следующая реализация находится по формуле, соответствующей выбранному высказыванию. Если при этом в выбранной формуле содержится случайная величина, то с помощью уже известных приемов находится реализация этой случайной величины и подставляется в нее. Чтобы убедиться в правильности предлагаемого алгоритма и понять соображения, на основании которых построены высказывания, достаточно подставить все возможные значения случайных величин и сравнить результат с получаемым с помощью матрицы. Рассмотренный логический прием применим также при имитации поведения объектов, более сложных, чем цепь Маркова. Использование его в более сложных ситуациях - составная часть идеи автоматного моделирования информационных систем. Заключение. Полученные в работе алгоритмы формирования псевдослучайных чисел для имитации компонентов информационной системы достаточно адекватны, однако их эффективность определяется отношением части площади прямоугольника, расположенной под кривой, ко всей его площади. Если это отношение мало, то значительная часть машинного времени расходуется на непроизводительное получение случайных точек, лежащих под кривой и отбрасываемых в процессе вычислений. Отсюда следует, в частности, что для экспоненциального распределения указанный метод наименее, а для равномерного - наиболее эффективен. На практике таким методом целесообразно пользоваться, когда указанное отношение превышает величину 0,3. В некоторых случаях его можно применять и тогда, когда это отношение больше 0,1.
Ключевые слова
Целью исследования является выделение в уравнениях динамики механических систем обобщенных гироскопических инерционных сил, состоящих из части центробежных и кориолисовых инерционных сил, с указанием тел, движения которых формируют эти силы. Методы исследования относятся к механике систем тел, системному анализу и робототехнике. Результаты исследования позволяют выписывать общие формулы вычисления обобщенных центробежных, кориолисовых и гироскопических инерционных сил через частные производные по обобщенным координатам от элементов матрицы инерционных коэффициентов в выражении кинетической энергии произвольной механической системы. В процессе анализа этих формул для систем тел со структурой открытого дерева, например, орбитальных станций с манипуляторами на борту или шагающих аппаратов в одноопорной фазе ходьбы, выделены тела, движения которых влияют на возникновение перечисленных инерционных сил. Для манипуляционных систем роботов приведены примеры уравнений динамики, в которых выделены все возможные инерционные силы и указаны тела, их формирующие. Заключение. Выделение гироскопических сил позволяет упростить формулу вычисления потребляемой мощности приводов, так как мощность этих сил равна нулю. Этот факт, в частности, позволяет упростить выражение минимизируемого функционала в задаче энергетически оптимального управления. Выделенные центробежные силы можно использовать для реализации программных движений некоторых тел манипуляторов с полярной, цилиндрической, сферической и ангулярной системами координат без затрат потребляемой мощности их приводов.
Ключевые слова
В статье рассмотрена динамика разнообразных управленческих подходов, средств, методов и механизмов, используемых в организационных системах в процессе анализа деятельности предприятий и организаций для формирования адекватных управленческих решений руководителями компаний различных видов деятельности. Показано, что в современную «палитру» актуальных способов, приемов и иных средств управления эффективного руководителя кроме разнородных менеджерских технологий должны входить новейшие методы и модели, создаваемые в рамках автоматизированных систем управления компаниями с использованием средств цифровизации, цифровой трансформации, применения цифровых двойников и др. Цель работы состоит в разработке целостного комплекса управленческих средств, методов и механизмов, которыми обязан владеть эффективный руководитель в процессе подготовки и принятия управленческих решений, а затем их реализации и контроля достигнутых результатов. Материалы и методы. Выполненный в статье обобщенный анализ управленческих подходов, средств, технологий и механизмов улучшения работы организационных систем базируется на значительном объеме, представленном в научно-технической литературе материалов. Результаты, полученные авторами, состоят в разработке целостного комплекса основных средств и механизмов, которые необходимо использовать в процессе формирования и принятия управленческих решений в организационных системах. Заключение. В статье всесторонне обосновано, что современная управленческая «палитра» эффективного руководителя должна содержать комплекс разнообразных подходов, приемов, методов и механизмов управления всеми процессами и направлениями деятельности различных предприятий и организаций, включая применение автоматизированных систем управления, средств цифровизации и цифровой трансформации, а также внедрение в практику совершенствования работы организационных систем цифровых двойников.
Ключевые слова
В статье рассматривается актуальная проблема несоответствия реализуемых мероприятий по формированию комфортной городской среды реальным потребностям и ожиданиям граждан. Анализируются существующие методы оценки таких мероприятий, включая индексный метод оценки качества городской среды, применяемый в рамках национального проекта «Жилье и городская среда», а также различные социологические исследования и опросы. Отмечаются недостатки этих подходов, такие как ограниченность выборки респондентов и тематики опросов. Цель исследования - разработка метода оценки мероприятий по формированию комфортной городской среды на основе семантического сравнения мнений граждан из социальных сетей, поисковых запросов и описаний самих мероприятий с использованием алгоритмов обработки естественного языка. Материалы и методы. Для реализации поставленной цели используется комплексный подход, состоящий из четырех основных этапов. Этап 1. Предобработка исходных текстовых данных - удаление шумов, приведение слов к начальной форме (лемматизация) с помощью библиотеки pymorphy2, определение частей речи (POS-tagging). Этап 2. Извлечение ключевых словосочетаний (N-грамм) при помощи алгоритма TF-IDF с учетом частоты употребления в пределах отдельных сообщений и во всем массиве текстов. Расчет ранга значимости N-грамм. Этап 3. Получение векторного представления (word embeddings) для каждой ключевой N-граммы с использованием предобученной нейросетевой модели SBERT. Этап 4. Вычисление меры семантического сходства векторных представлений N-грамм из разных текстовых массивов (мнений граждан и описаний мероприятий) на основе косинусного расстояния. В качестве исходных данных используются тексты мнений граждан и описания мероприятий, направленных на формирование комфортной городской среды, относящиеся к Ханты-Мансийскому автономному округу. Результаты. Проведенный эксперимент показал, что большинство проанализированных мероприятий, направленных на формирование комфортной городской среды, слабо коррелируют с реальными потребностями граждан. Заключение. Предложенный метод может использоваться в системах поддержки принятия решений для оценки и выбора наиболее эффективных мероприятий.
Ключевые слова
Соотношение спроса и предложения на рынке труда - один из важнейших критериев эффективности функционирования экономической системы на макроуровне. Решение вопросов управления и прогнозирования динамики кадров на рынке труда является важным в силу того, что качество продукции напрямую зависит от уровня квалифицированности рабочей силы. Повышение эффективности кадровой политики работодателей требует разработки новых инструментов управления и прогнозирования динамических процессов рынка труда на макро- и микроуровнях. Рассматривается задача оптимального управления предложенной ранее замкнутой системой рынка труда. Сформулирована в общем виде задача оптимального управления системой, описываемой системой нелинейных дифференциальных уравнений. Цель исследования: нахождение кусочно-постоянных значений управления, при которых соотношение «цена - качество» на рынке труда будет максимальным в течение ближайших трёх лет. Материалы и методы. Согласно концепции модели, субъекты рынка труда делятся на три категории в зависимости от величины спроса на их труд: субъекты высокой, низкой и средней квалификации. Принята гипотеза, согласно которой вакантные места на рынке труда считаются занятыми субъектами низкой квалификации. В силу доказанной ранее единственности решения задачи оптимального управления замкнутым рынком труда обоснован жадный алгоритм нахождения максимального значения соотношения «цена - качество» на рынке труда. С помощью Wolfram Mathematica по найденному ранее способу сформулированная задача оптимального управления решена на каждом временном полуинтервале. Результаты. Получены значения управления, при которых соотношение «цена - качество» на рынке труда посёлка Сылва Пермского края в течение ближайших трёх лет будет максимальным. Результаты обосновывают рекомендацию ввести более строгие требования к соискателям вакантных должностей на градообразующем предприятии посёлка Сылва Пермского края.
