НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

В статье дан обзор основных методов моделирования, применяемых для производственных процессов,  дана их краткая характеристика и примеры решаемых задач. Проведено сравнение методов моделирования, обозначены области их применения, достоинства и недостатки. Как правило, моделирование процессов производится математическими методами – им отведена основная часть статьи. Также рассмотрены физическое и натуральное моделирование. Применение моделирования процессов жизненно важно для любого предприятия в условиях жесткой конкуренции.  Для выживания предприятия необходимо быстро принимать решения, и в этом руководителю неоценимую помощь могут оказать представленные в статье методы.

В статье рассмотрены аспекты управления устойчивостью автотранспортных систем, связанные с техническим уровнем автотранспортных средств. Сформированы и определены критерии, характеризующие риск попадания АТС в ДТП и тяжесть их последствий, в зависимости от технического уровня конкретного АТС, определяемого уровнем внедренных в конструкцию АТС требований безопасности, относительно уровня, установленного действующими (принятыми) требованиями международных соглашений в сфере автомобильного транспорта.

Рассмотрены вопросы обеспечения бесперебойной работы электронного архива на базе методов контроля и восстановления баз данных. Проведен анализ ограниченного стохастического контроля баз данных в сравнении с известным детерминированным подходом.

Работа выполнена в рамках исследований по разработке автоматической системы прогнозирования оптимальных доз инсулина, которая при объединении с инсулиновой помпой и сенсором непрерывного мониторинга уровня глюкозы в подкожной ткани пациента, могла бы выполнять функции искусственной поджелудочной железы. Работа посвящена исследованию эффективности нейросетевых алгоритмов прогнозирования значений уровня глюкозы в крови больных сахарным диабетом первого типа. Целью работы является выбор оптимальной нейронной сети и алгоритма ее обучения для использования в составе системы прогнозирования оптимальных доз инсулина. Исследование выполнено с использованием программной системы MatLab.

В статье рассматривается система измерения взаимного углового положения оси мощного лазерного пучка и пучка маркерного излучателя, построенная на основе  дифракционных оптических элементов (ДОЭ), использующихся для отвода излучения из рабочего канала, а также оптико-электронного координатора. Предложена методика расчёта конструктивных параметров ДОЭ, обеспечивающих заданную дифракционную эффективность в первом дифракционном максимуме. Рассмотрена система отвода, состоящая из двух ДОЭ. Проведено ее компьютерное моделирование в системе автоматизированного проектирования оптических систем «Zemax». Показано, что такая система обеспечивает высокоточное измерение взаимного положения осей лазерных пучков при флуктуациях длины волны лазерного излучения, при широком спектральном составе лазерного излучения, а также при взаимных разъюстировках ДОЭ-ов.  Значения коэффициента отвода излучения для такой системы составляют K_ОИ = 10^-6…-10.

В статье анализируются технические и правовые аспекты проблемы разработки международных документов, устанавливающих требования безопасности к колесным транспортным средствам. Подробно рассмотрены практика и подходы к определению области распространения Правил ЕЭК ООН, прилагаемых к Женевскому соглашению 1958 года. Представлены методические положения разработки Правил ЕЭК ООН, как элемент управления  рисками в автотранспортных системах, вошедшие в международные документы.

Статья посвящена вопросу разработки математического аппарата по обработке адаптируемой модели данных. В работе предлагается обобщённая структура многомерного пространства для адаптируемой модели данных, которая описывает реляционную модель. Предложенная структура многомерного пространства рассматривается в виде многомерной матрицы, на основе которой вводится множество многомерных матриц, описывающих различные части многомерного пространства. Для множества многомерных матриц вводятся соответствующие операции по их обработке, и определяется алгебра многомерных матриц.

Приведен обзор вариантов декодирования кодов Рида-Соломона с точки зрения аппаратных затрат и быстродействия. Разработан модифицированный вариант решателя ключевых уравнений для декодера Рида-Соломона на основе алгоритма Берлекэмпа-Месси. Отличительной особенностью данной реализации является сочетание компактности и быстродействия, позволяющее занять предложенной архитектуре промежуточное положение между существующими реализациями на основе алгоритмов Берлекэмпа-Месси и Евклида.

Рассмотрена волновая модель течения жидкости в гидроприводе. Показано, что собственная частота дроссельного гидропривода может уменьшаться в 1,41 раза при одинаковой приведённой к выходному звену массе. В результате численных экспериментов определено влияние нелинейности расходно-перепадной характеристики на возникающие в гидроприводе автоколебательные процессы. Результаты численных экспериментов были сопоставлены с результатами испытаний гидро-механического следящего привода, применяемого в лабораторной установке кафедры Э-10 "Гидромеханика, гидромашины и гидро- пневмоавтоматика" МГТУ им. Н.Э. Баумана. Значения частот автоколебаний, полученных при испытаниях лабораторного образца гидромеханического привода и зарегистрированных при численных экспериментах практически равны и отличаются от вычисленных по линейной математической модели в 1,41 раза. Таким образом, можно заключить, что обнаруженные при математическом моделировании снижения собственной частоты автоколебаний гидромеханического привода соответствует действительности.

Эта статья является продолжением цикла работ, посвященных моделированию механических связей машин и механических приборов.  Для описания позиционных механических связей изделия автор предлагает использовать язык гиперграфов. Показано, что данный носитель является адекватной моделью условий базирования и позволяет представить процесс сборки изделия в  виде последовательности нормальных стягиваний гиперребер. Получены необходимые условия стягиваемости для гиперграфов общего вида. Доказаны достаточные условия для нескольких важных случаев. Предложена методика перечисления стягиваемых гиперграфов. Получены рекуррентные соотношения, позволяющие найти количество таких объектов с n вершинами. 

В статье рассматриваются вопросы эффективного управления процессом производства продукции с заданными качественными характеристиками. На примере технологического процесса нанесения многослойных тонкопленочных покрытий на изделия большого размера показана методика выделения ключевых параметров технологического процесса и построения качественной области, гарантирующей получение продукции с заданными параметрами.

Исследован механизм влияния поверхностного деформационного упрочнения металлов на процесс стружкообразования. Установлено, что развитие процесса формоизменения при двух последовательных стадиях деформирования при резании механически упрочненных материалов удовлетворяет условию аддитивности удельных работ деформации в соответствии с единой кривой течения σ_i - ε_i, которое может служить теоретической основой механики процесса резания деформированных металлов с неоднородными по толщине среза механическими свойствами. Получены теоретические зависимости для определения главной составляющей силы стружкообразования.

Показано, что резание представляет собой разновидность взрыва. Приведены данные, подтверждающие это положение. Даны новые представления о деформировании и разрушении при резании и разработана совмещенная физико-технологическая модель процесса стружкообразования и формирования качества поверхностного слоя. Предложена новая версия классической диаграммы σ_i–ε_i – диаграмма больших деформаций для условий динамического разрушения. Теоретически обоснован единый механизм образования всех типов стружек при резании металлов. Показано, что физика высоких динамических давлений может служить исследовательской базой для обработки резанием.

В статье исследуется метод моделирования гистерезисного демпфирования с  помощью производных дробного порядка. Описана математическая модель механического вязкоупругого поведения рессоры из ПКМ с полимерным межлистовым материалом под нагрузкой. Проанализированы свойства модели, проведен расчет показателей плавности движения ВТС, оснащенного такими рессорами.

Используя методы теории упругости, разработана инженерная методика расчета соединений с малым зазором. В основу методики положены графики. Методика проста в применении и обладает общностью, так как в ней используются безразмерные параметры. Важнейшим параметром методики является радиальный зазор. Методика имеет вероятностный характер, так как размеры деталей меняются в пределах полей допусков.

В статье произведен анализ динамики систем подрессоривания специальных ВТС с шинами сверхнизкого давления и сделан вывод о возможности снижения требуемой меры демпфирования для таких ВТС. Проведен расчет с целью определения оптимального показателя линейно-вязкого демпфирования в системе подрессоривания ВТС при его движении по совокупности дорожных условий во всем диапазоне возможных скоростей. Исследован опыт отечественных и зарубежных разработчиков по применению ПКМ и других полимерных материалов в системах подрессоривания транспортных средств.

В работе дан обзор основных классов математических моделей, используемых в современных автоматизированных обучающих системах. Рассмотрены модель знаний предметной области, модели ученика, процесса обучения, контроля учебных достижений, а также некоторые другие модели. В качестве моделей знаний в обзор включены модели на основе продукций и фреймов, формально-логических модели, модели на основе семантических сетей. Рассмотрены такие классы моделей ученика, как оверлейные, имитационные, разностные, пертурбационные и стереотипичные модели. Из всего многообразия моделей процесса обучения в обзор вошли модели на основе сетей Петри, вероятностные модели и модели, основанные на теории конечных автоматов. В качестве моделей контроля учебных достижений ученика рассмотрены модели на основе классической теории тестов (Classical Test Theory - CTT) и модели на основе современной теории моделирования и параметризации педагогических тестов (Item Response Theory – IRT).

Изложен порядок определения случаев наиболее неблагоприятного сочетания нагрузок на несущей металлоконструкции новой конструктивной формы роторных систем парковки автомобилей – автомобильного подъёмника элеваторного типа, сформированный в рамках работы по созданию методики её оптимального проектирования. В соответствии с указанным порядком с применением программы Pro/Engineer определены случаи наиболее неблагоприятного сочетания нагрузок для одного конструктивного исполнения несущей металлоконструкции автомобильного подъёмника, а также даны общие сведения о нагруженности её элементов при различных сочетаниях нагрузок.

В статье представлены результаты исследования переходных процессов поведения валопроводов мощных функционирующих турбоагрегатов ТЭЦ и ГРЭС фазохронометрическим методом при обеспечении прецизионных измерений с относительной погрешностью не более 5∙10^-4 на промышленной частоте, а также рассмотрены возможности метода в части диагностики турбоагрегатов. Исследования выполнены на двух типах турбоагрегатах Т-250 и Т-200. Детально показаны результаты регистрации переходных процессов при включении генератора во внешнюю сеть и его выключения из неё, влияющих на накопление усталости в металле валопровода. Также представлены не регистрируемые штатной аппаратурой ТЭЦ воздействия импульсов из вешней сети на режим вращения валопровода. Построены спектры крутильных колебаний валопроводов турбоагрегатов

В статье рассматриваются основные подходы к оценке эффективности методов управления риском и оценке эффективности страхования производственно-хозяйственной деятельности промышленных предприятий на примере взаимосвязи моделей страхового риска и страховой сделки. Также дается определение эффективности страхового процесса,  предлагается математическая модель управления риском  и рассматривается специфика поведения и цели каждого из субъектов страхового процесса при заключении договора страхования. И выносятся предложения для облегчения процедуры страхования рисков и повышения эффективности управления рисками.