Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 1 за 2018 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам |

1. Principles of creating hybrid integrated automated systems of technological process design and control [№1 за 2018 год]
Authors: G.B. Burdo, N.A. Semenov
Просмотров: 4176
Известно, что за последние годы отечественное и зарубежное машиностроение затронули серьезные структурные изменения. Основная их суть состоит в том, что в настоящее время доля единичного и мелкосе-рийного типов машиностроительных производств (многономенклатурного машиностроительного производства, МП) составляет до 25–30 % в общем объеме продукции машиностроения. Однако вопросы, связанные с автоматизированным проектированием технологических процессов и автоматизированным управлением производством, не решены в указанных типах производств. Это объясняется тем фактом, что производственные системы многономенклатурного машиностроительного производства отличаются высокой динамичностью и перенос опыта использования указанных систем в серийном производстве приводит к значительному запаздыванию управляющего воздействия и его некорректности, а спроектированные технологии не учитывают состояние производственной системы. Выход из данной ситуации представляется возможным за счет информационной интеграции систем автоматизированного проектирования и управления, при этом автоматизированные системы управления технологическими процессами должны обеспечивать возможность оперативной корректировки производственных планов всех уровней. В указанных системах должна предполагаться реализация различных моделей (в том числе и с участием челове- ка – эксперта) принятия решений. Показана актуальность предложенной концепции информационной интеграции автоматизированных систем проектирования и управления технологическими процессами в многономенклатурном производстве (концепции организационно-технологического проектирования). Исследование проведено на основе аппарата теории систем и методологии жизненного цикла изделий. Показана иерархия рассматриваемых автоматизированных систем. Обоснованы принципы создания интегрированных систем и входящих в нее подсистем. Предложена методика принятия решений по проектированию технологических процессов и при управлении ими в гибридных системах.

2. Исследование распределения коэффициента вариации в задачах статистического анализа испытаний [№1 за 2018 год]
Авторы: Агамиров Л.В., Агамиров В.Л., Вестяк В.А.
Просмотров: 7225
Рассматривается решение задачи точного распределения коэффициента вариации, статистической характеристики, применяемой при анализе измерений случайных величин, колебаний технологических процессов производства материалов, полуфабрикатов, деталей машин и элементов конструкций, а также при изучении рассеяния характеристик механических свойств, особенно при переменных нагрузках. Важность коэффициента вариации определяется также тем обстоятельством, что он является одним из расчетных параметров при обосновании надежности, долговечности и ресурса, от надежного определения которого в значительной степени зависит безопасная работа машин и конструкций. Точное распределение коэффициента вариации для нормальной совокупности получено на основании известной теоремы о функции распределения отношения двух случайных величин, в данном случае – выборочного среднеквадратического отклонения, имеющего распределение хи-квадрат, и выборочного среднего с нормальным законом распределения. Полученные точные формулы для распределения коэффициента вариации проверялись многократным статистическим моделированием методом Монте-Карло, подтвердившим точность аналитических расчетов. С целью упрощения практических расчетов рассмотрена приближенная модель, показавшая погрешность не более 1,5 % при объемах наблюдений от 3 до 20. Рассмотрены примеры оценки доверительных границ, вероятности безотказной работы и других задач надежности на основании полученных решений.

3. Инструментарий для определения лингво-статистической близости языков с использованием модели тюркской морфемы [№1 за 2018 год]
Автор: Альменова А.Б.
Просмотров: 6378
В статье предлагаются новый подход и инструментарий для лингво-статистического сравнения близости тюркских языков с использованием модели тюркской морфемы. Модель тюркской морфемы является структурированным описанием тюркских морфем, которое состоит из свойств морфем и ситуаций их проявления на всех языковых уровнях (фонологическом, морфологическом, синтаксическом, семантическом). Инструментарий для определения лингво-статистической близости тюркских языков реализован в виде веб-ресурса, который обрабатывает информацию о языке, представленную в БД модели тюркской морфемы. Сравнение близости языков лингво-статистическими методами с использованием модели тюркской морфемы можно осуществлять для разных языковых уровней: морфологического, синтаксического, лексического. В данной работе описаны четыре метода для сравнения на морфологическом уровне: сравнение количества аффиксальных морфем, соответствующих грамматической категории, количества алломорфов, входящих в состав одной морфемы, слитности и раздельности написания морфемы, порядка следования аффиксальных морфем в словоформе. В настоящее время БД модели заполнена для татарского, казахского, крымскотатарского, турецкого, узбекского языков, что позволяет проводить попарное сравнение их лингво-статистической близости. Предложенный метод может быть использован при сравнении морфологий языков для получения информации о близости диалектов к литературному языку, а также о близости диалектов одного языка диалектам и литературному языку других языков. Эти методы и инструментарий применимы не только для тюркских, но и для любых близкородственных языков агглютинативного типа.

4. Методический подход к сравнению результатов агрегирования информации о высокодинамичных объектах [№1 за 2018 год]
Авторы: Артюхов С.Л., Семенов В.С.
Просмотров: 5638
При агрегировании информации о высокодинамичных объектах в иерархической системе сбора и обработки организация вычислений и информационных потоков предполагает выбор алгоритмов агрегирования, соответствующих по своим характеристикам состоянию среды. Для обеспечения выбора необходимо сравнение различных алгоритмов не только по характеристикам, но и по результатам работы. В статье проведен анализ известного подхода и предложено сравнивать результаты агрегирования путем сравнения нечетких отношений предпочтения, формируемых на этапе выявления распределения объектов в признаковом пространстве. Представлены формализация подхода к сравнению результатов работы алгоритмов и требования к лежащему в его основе показателю. Сущность подхода состоит в расчете расстояния между отображениями в многомерное пространство нечетких бинарных отношений предпочтения, формируемых базовым и сравниваемым с ним алгоритмом. Приведен порядок реализации данной операции, обоснованы используемые расчетные соотношения. Представлены состав и структура программного инструментария сравнения алгоритмов агрегирования, показана возможность применения используемого в подходе показателя как характеристики функционального качества варианта алгоритма агрегирования при сравнении его с эталонным вариантом.

5. Комплекс программных средств для исследования погрешности измерений экспериментального лазерного кругломера [№1 за 2018 год]
Авторы: Белопухов В.Н., Заякин О.А., Манухин А.В., Ростов А.А.
Просмотров: 7014
Настоящая работа посвящена комплексу программных средств, созданному для помощи в исследовании нового способа измерений отклонений от круглости. Одной из важных целей исследования является изучение основной погрешности измерений данным способом. Лабораторный макет прибора, реализующего этот способ, был разработан в Самарском филиале Физического института РАН. Сейчас он используется в Самарском университете в учебном процессе. Там же продолжается его доводка. Принцип действия кругломера заключается в том, что контролируемая поверхность сканируется сфокусированным пучком лазера и определяется положение зеркально отраженного лазерного пучка (пат. России 2109250). Практического приложение – контроль отклонений формы дорожки качения внутреннего кольца подшипника. Функции исследовательского комплекса программных средств: получение данных предобработки из внешних файлов, расчет радиального профиля, отклонения от круглости и волнистости после однократного сканирования, статистический анализ результатов этих измерений по серии повторных сканирований и оценка погрешности координатных измерений в каждой точке профиля. Согласно предварительным результатам и анализу серии измерений, оценка их основной погрешности – 0,07 мкм для отклонений от круглости и 0,05 мкм для волнистости, если не учитывать погрешность кинематики при сканировании. Эти результаты хорошо совпадают с результатами, которые показывают применяемые сейчас приборы, такие как интерферометры и контактные кругломеры, в рассматриваемом практическом приложении. Погрешности измерений в основном вызваны кинематическими погрешностями в процессе работы узла поворота контролируемого изделия. Сделан вывод о том, что лабораторный макет прибора все же нуждается в усовершенствовании и что его метрологические характеристики могут быть улучшены. Учитывая недостаток финансирования разработки, предложено сбор и предварительную обработку данных проводить там, где для этого есть возможность, а дальнейшие вычисления выполнять в облаке.

6. Концептуальные основы построения сборочного генератора программного обеспечения сложных систем [№1 за 2018 год]
Авторы: Георгиев В.О., Прокопьев Н.А., Поликашин Д.С.
Просмотров: 4841
В статье представлены разработанные концептуальные основы построения учебно-макетных вариантов интерактивной сборочной системы, осуществляющей в автоматическом режиме сборку программных систем прикладного назначения. Генерация программных систем построена на основе концепций «Теории схем программ», ее базисных понятий, типовых конструкционных схем и методологий программной инженерии. Сборка осуществляется в интерактивном взаимодействии с пользователем на профессиональном языке общения. Этот язык построен на основе понятия интеллектуального интерфейса и реализуется на сочетании жестко запрограммированного и свободного сценарного диалогов общения. Система предназначена для наглядной практической демонстрации основных этапов и работ при разработке сложных программных средств в соответствии с макетно-модельным подходом к программной инженерии. В статье также рассматриваются формулировки и решения некоторых важных проблем, возникающих при генерации ПО сложных систем, таких как совместимость программных модулей, формализация компьютерного интерактивного взаимодействия и выбор формальных моделей человеко-машинного интерфейса. Предлагается архитектура системы, позволяющая расширять систему плагинами для обработки при сборке несовместимых программных модулей, написанных на разных языках и требующих различные версии библиотек для приведения их к совместимому виду. Систематизируются модели интерактивного взаимодействия, как формальные, так и неформальные. Приводятся макетные реализации системы для трех выбранных моделей: модели на основе теории игр, модели на основе тензорной сети и графовой модели.

7. Система геодинамической 3D-визуализации виртуальных туристических маршрутов [№1 за 2018 год]
Авторы: Головнин О.К., Кутовой Н.Н.
Просмотров: 7716
Представлена разработанная автоматизированная система построения и геодинамической визуализации виртуальных туристических маршрутов. Система предназначена для повышения эффективности процесса поддержки принятия решений при планировании туристического путешествия. Маршрут в программной системе представляется в виде виртуального тура, содержащего эквидистантную проекцию панорамных видеозаписей с привязкой к координатам местности на электронной карте. Система обеспечивает динамическую 3D-визуализацию маршрута в веб-ориентированном приложении с архитектурой SaaS. В дополнение к туристическому динамическому видеомаршруту на электронной карте отображаются статические туристические (исторические) объекты, также привязанные к объектам карты и снабженные семантической характеристикой (текст, фото, ссылки на интернет-ресурсы, аудиозаписи). Описаны концепция разработки логической модели системы на основе предметной области, общая структурная схема системы, примененные модули интерфейсов, инструменты подключаемых библиотек, используемые програм- мные средства и алгоритмы функционирования. Взаимодействие с основными загруженными данными в системе происходит с помощью программных функций, реализованных на основе алгоритмов компьютерного зрения и обработки изображений с использованием библиотеки OpenCV. Система базируется на геоинформационной платформе ITSGIS и использует специализированное ПО WayMark для обработки исходных данных, получаемых с мобильных геовидеолабораторий: навигационных координат, изображений и видеозаписей с нескольких камер. Потенциальными потребителями системы должны стать не только многочисленные туристические организации, для решения непосредственных задач которых предназначен функционал системы, но и самостоятельно путешествующие частные лица. Разработанная система обеспечивает формирование и визуализацию виртуального туристического маршрута и повышает информационную мобильность туристов. В системе доступны функции поиска геовидеомаршрутов по критериям: минимальное время прохождения маршрута, количество точек интересных мест, минимальное или максимальное расстояние.

8. Прецедентная система поддержки принятия решений по делам об административных правонарушениях [№1 за 2018 год]
Авторы: Головнин О.К., Романова Е.А.
Просмотров: 7324
Описана разработанная прецедентная система поддержки принятия решений в процессе анализа административных правонарушений, поддерживающая возможность работы как через веб-интерфейс, так и с помощью настольного приложения. Система обеспечивает автоматизацию поддержки принятия решений и контроля процессуальных сроков, а также автоматизацию сбора, планирования и анализа информации, используемой в процессе производства по делам об административных правонарушениях. Система предназначена для организаций, уполномоченных возбуждать и рассматривать дела об административных правонарушениях. Разработан информационно-логический проект, описаны архитектура, программные модули и функциональные возможности созданной системы. Система обеспечивает формирование документов и отчетов, необходимых для ведения учета дел об административных правонарушениях. В ней реализован контроль процессуальных сроков производства, формируется календарь задач для каждого пользователя. Система обеспечивает поддержку принятия решений в процессе производства по делам об административных правонарушениях. В статье описана интегрированная математическая модель поддержки принятия решений на основе онтологической модели представления знаний и технологии Case-based reasoning поиска описания прецедентов (паттернов) решения подобных задач в базах знаний. Подход к рассуждению по паттернам, реализованный в системе, использует как общие знания предметной области, аналогичные ситуации и решения, так и специфические данные и выводы из конкретных ситуаций (паттернов). Решение по задаче принимается, исходя из аналогичной ситуации, имевшей место в прошлом, и принятого по ней решения. Ожидается, что применение научных и практических результатов, полученных по результатам выполнения работы, позволит повысить эффективность деятельности организаций, участвующих в процессе производства по делам об административных правонарушениях.

9. Алгоритмы идентификации источников гамма-излучения [№1 за 2018 год]
Авторы: Давыдов А.Е., Фомина И.К., Никольский Б.Б.
Просмотров: 6222
В данной статье рассмотрена проблема перехода с аналоговых приборов регистрации ионизирующего излучения на цифровые. Проанализированы многокритериальные аппаратные задачи и характерные особенности применения цифровой обработки данных и микропроцессорного управления, а также распространенные виды детекторов гамма-излучения на основе счетчиков Гейгера–Мюллера и кристаллических детекторов на основе сцинтилляторов. Определена технологическая задача применения переносных детекторов гамма-излучения. Предложены программно-технические решения по применению микроконтроллеров и созданию аппаратуры анализа и оценки радиационной обстановки, обнаружения и идентификации объектов гамма-излучения. Представлены математические и алгоритмические решения, реализованные в системах управления блоками детектирования ионизирующего излучения. Показано преимущество использования цифровых схем управления на основе микроконтроллеров в составе блоков детектирования ионизирующего излучения. Представлен алгоритм корректировки счетной характеристики детектора на основе счетчиков Гейгера–Мюллера методом расчета поправочных коэффициентов счетчиков. Раскрыты результаты экспериментальной оценки алгоритмов детектирования источников гамма-излучения. Даны рекомендации по созданию эффективной приборной основы детектирования в составе алгоритмов измерения мощности дозы и идентификации источника гамма-излучения. Рассмотрены технические решения по реализации новых способов обработки данных, получаемых с детекторов, обеспечивающих регистрацию ионизирующего излучения. Предложено решение по идентификации источников ионизирующего излучения программно-математическим методом. Проведен анализ двух алгоритмов идентификации источников гамма-излучения, основанных на оконном методе анализа спектрометрической информации. Исследована проблема ложных срабатываний рассматриваемого алгоритма. Предложены варианты оптимизации алгоритмов идентификации для уменьшения количества ложных срабатываний.

10. Программное обеспечение АСУ тренажной подготовкой операторов эрготехнических радиоэлектронных средств [№1 за 2018 год]
Авторы: Допира Р.В., Дикарев В.А., Потапов А.Н., Пахомов В.С.
Просмотров: 6611
Баланс между продолжительностью обучения в открытой и традиционной формах зависит от адекватности компьютерных систем тренажа и возможностей средств телекоммуникации. Необходимо иметь в виду, что технические издержки средств телекоммуникации могут снижать адекватность компьютерных систем тренажа в сетевом исполнении. Основной причиной существования конфликта между оценками уровней обученности операторов на компьютерных системах тренажа и на штатной технике являются неучтенные навыки, обусловленные неадекватностью компьютерных систем тренажа по отношению к штатной технике, что приводит к возникновению конфликта определения учебных планов. В статье представлено ПО АСУ тренажной подготовкой операторов эрготехнических радиоэлектронных средств. Оно состоит из отдельных модулей, причем имеется возможность их наращивания и модернизации. ПО планирования тренажной подготовки операторов и оценки адекватности тренажеров позволяет по критерию минимума затрат формировать индивидуальные учебные планы подготовки операторов радиоэлектронных средств. Программа определения структуры системных отношений (Schedule TR) дает возможность автоматизировать анализ условий применения систем различного назначения и составлять индивидуальные учебные планы для конкретного специалиста. Программа оценки адекватности автоматизированной информационной системы освоения эрготехнического комплекса, имеющего иерархическую структуру построения (Adequacy TR), основана на дистанционном анкетировании с помощью средств телекоммуникации обучаемых, прошедших полный курс тренажной подготовки, в ходе которой совместно с компьютерными системами тренажа применялась штатная техника. Программа определения содержательных компонентов учебных упражнений и учебных планов разработана для автоматизации коррекции по выбранным операциям и уточненным радиочастотным условиям функционирования радиоэлектронных средств соответствующих содержательных компонентов учебного упражнения, а по выбранным средствам тренажа и определенному на каждом тренажном средстве количеству тренировок – коррекции соответствующих содержательных компонентов учебного плана в процессе подготовки операторов. Программа «Система оперативного объективного контроля действий операторов информационных комплексов УВД» обеспечивает оперативный объективный контроль действий операторов. Программа управления планированием тренажной подготовки специалистов эрготехнических систем («Информационная конфликтно-устойчивая автоматизированная система рационального планирования практической подготовки операторов радиоэлектронных объектов УВД») позволяет автоматизировать управление планированием тренажной подготовки операторов с использованием компьютерных систем тренажа.

| 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►