Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№2
Ожидается:
16 Июня 2024
Статьи журнала №1 2025
[№1 за 2025 год]
Авторы: Хамчичев Г.А. (gyqn@yandex.ru) - Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (аспирант кафедры информационных и вычислительных систем); Кожомбердиева Г.И. (kgi-pgups@yandex.ru) - Петербургский государственный университет путей сообщения (доцент кафедры «Информационные и вычислительные системы»), кандидат технических наук;
Аннотация: В статье описывается реализация как специализированного программного инструмента модели нейро-нечеткой сети (ННС), основанной на байесовской логико-вероятностной модели нечеткого вывода. Помимо собственно модели ННС, в нем реализованы адаптированные алгоритмы построения (алгоритм сеточного разбиения для генерации нечетких правил) и обучения (алгоритм обратного распространения ошибки и гибридный алгоритм) ННС, известные по использованию для сети ANFIS из пакета MATLAB. Программный инструмент разработан на языке Java, пред-назначен как для решения практических задач, так и для исследования эффективности и возможностей применения ННС на основе байесовской логико-вероятностной модели нечеткого вывода. Обсуждается опыт построения и обучения ННС предложенного типа с использованием разработанного авторами инструментария. Рассматриваются примеры создания и обучения ННС, ориентированных на решение конкретных задач аппроксимации функций нескольких переменных на основе реальных открытых и синтетических наборов данных. Сравниваются результаты, полученные с помощью разработанного инструмента и инструмента ANFIS из пакета MATLAB. Подтверждается способность предложенной модели ННС служить универсальным аппроксиматором сложных функциональных зависимостей, что позволяет судить об ее эффективности и возможностях применения в разных областях. Включение в программу различных метрик оценки качества аппроксимации позволяет комплексно оценивать качество обучения сети, ее точность, стабильность и адаптивность к новым данным. Ограничение доступа российских потребителей к коммерческому программному обеспечению зарубежных производителей повышает практическую значимость созданного на основе оригинальной модели ННС программного инструмента и делает разработку актуальной и полезной для широкого круга пользователей.
Keywords: neuro-fuzzy network, bayesian logical-probabilistic fuzzy inference model, machine learning, neuro-fuzzy network training, learning algorithms, function approximation, anfis, java
Просмотров: 2230
Авторы: Хамчичев Г.А. (gyqn@yandex.ru) - Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (аспирант кафедры информационных и вычислительных систем); Кожомбердиева Г.И. (kgi-pgups@yandex.ru) - Петербургский государственный университет путей сообщения (доцент кафедры «Информационные и вычислительные системы»), кандидат технических наук;
Аннотация: В статье описывается реализация как специализированного программного инструмента модели нейро-нечеткой сети (ННС), основанной на байесовской логико-вероятностной модели нечеткого вывода. Помимо собственно модели ННС, в нем реализованы адаптированные алгоритмы построения (алгоритм сеточного разбиения для генерации нечетких правил) и обучения (алгоритм обратного распространения ошибки и гибридный алгоритм) ННС, известные по использованию для сети ANFIS из пакета MATLAB. Программный инструмент разработан на языке Java, пред-назначен как для решения практических задач, так и для исследования эффективности и возможностей применения ННС на основе байесовской логико-вероятностной модели нечеткого вывода. Обсуждается опыт построения и обучения ННС предложенного типа с использованием разработанного авторами инструментария. Рассматриваются примеры создания и обучения ННС, ориентированных на решение конкретных задач аппроксимации функций нескольких переменных на основе реальных открытых и синтетических наборов данных. Сравниваются результаты, полученные с помощью разработанного инструмента и инструмента ANFIS из пакета MATLAB. Подтверждается способность предложенной модели ННС служить универсальным аппроксиматором сложных функциональных зависимостей, что позволяет судить об ее эффективности и возможностях применения в разных областях. Включение в программу различных метрик оценки качества аппроксимации позволяет комплексно оценивать качество обучения сети, ее точность, стабильность и адаптивность к новым данным. Ограничение доступа российских потребителей к коммерческому программному обеспечению зарубежных производителей повышает практическую значимость созданного на основе оригинальной модели ННС программного инструмента и делает разработку актуальной и полезной для широкого круга пользователей.
Abstract: The paper describes the implementation of a neuro-fuzzy network (NFN) model based on Bayesian logical-probabilistic fuzzy inference model as a specialized software tool. In addition to the NFN model itself, it implements adapted algorithms for constructing (grid partitioning algorithm for generating fuzzy rules) and training (error backpropagation algorithm and hybrid algorithm) NFN known from ANFIS network in MATLAB. The designed software tool is written in Java. It solves practical problems and investigates the effectiveness and applications of NFN based on the Bayesian logical-probabilistic fuzzy inference model. The authors discuss the experience of building and training the proposed NFN type using the developed toolkit. The authors also consider the creation and training examples of NFNs designed to solve specific approximation problems of multivariable functions based on real open and synthetic data sets. The paper compares the results obtained using the developed tool and the ANFIS tool from MATLAB. The authors confirmed that the proposed NFN model can be a universal approximator of complex functional dependencies. This confirms its efficiency and possibilities of using it in different fields. The inclusion of various approximation quality metrics in the program allows evaluating network training quality, accuracy, stability, and adaptability to new data comprehensively. Access restrictions for Russian users to foreign commercial software enhance the practical significance of the developed software tool based on the original NFN model; it makes the development relevant and useful for a wide range of users.
Ключевые слова: нейро-нечеткая сеть, байесовская логико-вероятностная модель нечеткого вывода, машинное обучение, обучение нейро-нечеткой сети, алгоритмы обучения, аппроксимация функций, anfis, javaKeywords: neuro-fuzzy network, bayesian logical-probabilistic fuzzy inference model, machine learning, neuro-fuzzy network training, learning algorithms, function approximation, anfis, java
Просмотров: 2230
[№1 за 2025 год]
Просмотров: 2230
В статье описывается реализация как специализированного программного инструмента модели нейро-нечеткой сети (ННС), основанной на байесовской логико-вероятностной модели нечеткого вывода. Помимо собственно модели ННС, в нем реализованы адаптированные алгоритмы построения (алгоритм сеточного разбиения для генерации нечетких правил) и обучения (алгоритм обратного распространения ошибки и гибридный алгоритм) ННС, известные по использованию для сети ANFIS из пакета MATLAB. Программный инструмент разработан на языке Java, пред-назначен как для решения практических задач, так и для исследования эффективности и возможностей применения ННС на основе байесовской логико-вероятностной модели нечеткого вывода. Обсуждается опыт построения и обучения ННС предложенного типа с использованием разработанного авторами инструментария. Рассматриваются примеры создания и обучения ННС, ориентированных на решение конкретных задач аппроксимации функций нескольких переменных на основе реальных открытых и синтетических наборов данных. Сравниваются результаты, полученные с помощью разработанного инструмента и инструмента ANFIS из пакета MATLAB. Подтверждается способность предложенной модели ННС служить универсальным аппроксиматором сложных функциональных зависимостей, что позволяет судить об ее эффективности и возможностях применения в разных областях. Включение в программу различных метрик оценки качества аппроксимации позволяет комплексно оценивать качество обучения сети, ее точность, стабильность и адаптивность к новым данным. Ограничение доступа российских потребителей к коммерческому программному обеспечению зарубежных производителей повышает практическую значимость созданного на основе оригинальной модели ННС программного инструмента и делает разработку актуальной и полезной для широкого круга пользователей.
Хамчичев Г.А. (gyqn@yandex.ru) - Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (аспирант кафедры информационных и вычислительных систем); Кожомбердиева Г.И. (kgi-pgups@yandex.ru) - Петербургский государственный университет путей сообщения (доцент кафедры «Информационные и вычислительные системы»), кандидат технических наук;
12. Определение принципов проектирования отечественной платформы обмена научными датасетами
[№1 за 2025 год]Авторы: Гарев К.В. (garev.kv@gmail.com, kv@garev.ru) - ФГБУ «Российский центр научной информации», Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН (начальник управления, научный сотрудник);
Аннотация: В работе рассматриваются предпосылки и предложения по созданию отечественной платформы обмена научными датасетами в контексте глобальных тенденций, связанных с развитием открытой науки и распространением FAIR-принципов. На основе анализа зарубежных инициатив (EUDAT, EOSC, DataONE, Dryad, Zenodo) выявляются ключевые проблемы, затрудняющие эффективное использование, сохранение и повторное применение научных данных. К таким проблемам относятся отсутствие единых регламентов для описания датасетов, разрозненность инфраструктурных решений, недостаточная межплатформенная совместимость, а также сложность обеспечения воспроизводимости исследований. Особое внимание уделяется роли профессионального сообщества, важности формирования среды для обмена опытом, проведения междисциплинарных проектов и совершенствования навыков работы с большими массивами данных. При этом подчеркивается необходимость систематизации работы с научными данными и унификации требований к их сбору, хранению, обработке и представлению, что позволит повысить прозрачность исследовательских процессов. В статье обоснована целесообразность внедрения механизмов распределенного хранения, федеративной аутентификации и высокопроизводительных вычислительных ресурсов, способных удовлетворять потребности отечественного научного сообщества. Выдвигаются предложения по проектированию единой платформы обмена научными датасетами – от разработки методологических регламентов и стандартов взаимодействия с внешними системами до принципов интеграции инструментов аналитики и обеспечения надежной защиты данных.
Abstract: The paper considers prerequisites and proposals for establishing a domestic platform for a scientific dataset exchange in terms of global trends related to the development of open science and spread of FAIR-principles. The authors analyze foreign initiatives (EUDAT, EOSC, DataONE, Dryad, Zenodo) to identify key problems that hinder effective use, preservation and reuse of scientific data. These problems include the lack of uniform regulations for dataset description, disparate infrastructure solutions, insufficient cross-platform interoperability, and difficulty in ensuring reproducibility of research. The authors focus on the role of the professional community, the importance of creating an environment for sharing experience, conducting interdisciplinary projects, and improving skills in working with large datasets. The paper emphasizes the need to systematize the work with scientific data and to unify the requirements for their collection, storage, processing and presentation. This will increase the transparency of research processes. The paper substantiates the feasibility of implementing distributed storage mechanisms, federated authentication and high-performance computing resources capable of meeting the needs of the domestic scientific community. Finally, it outlines proposals for designing a unified platform for scientific dataset exchange: from developing methodological regulations and standards for interaction with external systems to principles of integrating analytical tools and ensuring reliable data protection.
Ключевые слова: датахабы, научные данные, научные датасеты, цифровые платформы обмена научными данными, открытая наука, FAIR, EUDAT, EOSC, DataONE, Dryad, ZenodoKeywords: data hubs, scientific data, scientific datasets, digital platforms for scientific data exchange, open science, FAIR, EUDAT, EOSC, DataONE, Dryad, Zenodo
Просмотров: 1713
12. Определение принципов проектирования отечественной платформы обмена научными датасетами
[№1 за 2025 год]
Просмотров: 1713
В работе рассматриваются предпосылки и предложения по созданию отечественной платформы обмена научными датасетами в контексте глобальных тенденций, связанных с развитием открытой науки и распространением FAIR-принципов. На основе анализа зарубежных инициатив (EUDAT, EOSC, DataONE, Dryad, Zenodo) выявляются ключевые проблемы, затрудняющие эффективное использование, сохранение и повторное применение научных данных. К таким проблемам относятся отсутствие единых регламентов для описания датасетов, разрозненность инфраструктурных решений, недостаточная межплатформенная совместимость, а также сложность обеспечения воспроизводимости исследований. Особое внимание уделяется роли профессионального сообщества, важности формирования среды для обмена опытом, проведения междисциплинарных проектов и совершенствования навыков работы с большими массивами данных. При этом подчеркивается необходимость систематизации работы с научными данными и унификации требований к их сбору, хранению, обработке и представлению, что позволит повысить прозрачность исследовательских процессов. В статье обоснована целесообразность внедрения механизмов распределенного хранения, федеративной аутентификации и высокопроизводительных вычислительных ресурсов, способных удовлетворять потребности отечественного научного сообщества. Выдвигаются предложения по проектированию единой платформы обмена научными датасетами – от разработки методологических регламентов и стандартов взаимодействия с внешними системами до принципов интеграции инструментов аналитики и обеспечения надежной защиты данных.
Гарев К.В. (garev.kv@gmail.com, kv@garev.ru) - ФГБУ «Российский центр научной информации», Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН (начальник управления, научный сотрудник);
Ключевые слова: датахабы, научные данные, научные датасеты, цифровые платформы обмена научными данными, открытая наука, FAIR, EUDAT, EOSC, DataONE, Dryad, Zenodo
[№1 за 2025 год]
Авторы: Осипов Э.В. (evosipov@kstu.ru) - Казанский национальный исследовательский технологический университет (доцент), доктор технических наук; Хоменко А.А. (xomenko@kstu.ru) - Казанский национальный исследовательский технологический университет (доцент), кандидат технических наук; Осипова Л.Э. (osipovalilija@mail.ru) - Казанский национальный исследовательский технологический университет (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: В данной статье описана разработка подхода, при котором инженерные методики расчета оборудования оформляются в виде отдельных программ, связанных с моделирующими САПР, а результаты являются исходными данными для CAD-системы. Объект исследования – отстаивание толуола от водометанольной смеси, а его предмет – нестандартное технологическое оборудование процесса отстаивания (отстойник). Технологические расчеты для составления материального и энергетического балансов проведены в среде универсальной моделирующей программы, геометрические размеры нестандартного оборудования определены при помощи разработанной программы, а трехмерная модель оборудования сформирована в графической CAD-системе. Указанный подход реализован в виде программы на языке VBA, которая связана с моделью процесса отстаивания. Выбор VBA объясняется тем, что он является базовым для программы и используется при разработке программ для автоматизации вычислений в указанном комплексе. Поскольку в БД программы отсутствует модуль расчета отстойника, данный модуль разработан при использовании инструмента Import User Model. Надстройкой Case Study проведен параметрический анализ и определено предельное содержание метанола в исходной смеси (до 0.3 массовой доли), при котором плотность водометанольной смеси больше плотности толуольной фазы. Расчет основных размеров оборудования про-водился по инженерной методике, которая оформлена в виде отдельной программы, связанной с моделью в моделирующей САПР. Трехмерная модель корпуса аппарата разработана в графической САПР при использовании переменных и является основой сборки отстойника, дополненной стандартными элементами, выбранными из БД про-граммы. В результате разработана программа по определению размеров отстойника, связывающая моделирующую и графическую САПР, что позволяет автоматизировать инженерные методики расчета энергоэффективного оборудования.
Keywords: software packages, VBA language, design automation, computer modeling, simulation-based CAD systems, engineering calculations
Просмотров: 1775
Авторы: Осипов Э.В. (evosipov@kstu.ru) - Казанский национальный исследовательский технологический университет (доцент), доктор технических наук; Хоменко А.А. (xomenko@kstu.ru) - Казанский национальный исследовательский технологический университет (доцент), кандидат технических наук; Осипова Л.Э. (osipovalilija@mail.ru) - Казанский национальный исследовательский технологический университет (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: В данной статье описана разработка подхода, при котором инженерные методики расчета оборудования оформляются в виде отдельных программ, связанных с моделирующими САПР, а результаты являются исходными данными для CAD-системы. Объект исследования – отстаивание толуола от водометанольной смеси, а его предмет – нестандартное технологическое оборудование процесса отстаивания (отстойник). Технологические расчеты для составления материального и энергетического балансов проведены в среде универсальной моделирующей программы, геометрические размеры нестандартного оборудования определены при помощи разработанной программы, а трехмерная модель оборудования сформирована в графической CAD-системе. Указанный подход реализован в виде программы на языке VBA, которая связана с моделью процесса отстаивания. Выбор VBA объясняется тем, что он является базовым для программы и используется при разработке программ для автоматизации вычислений в указанном комплексе. Поскольку в БД программы отсутствует модуль расчета отстойника, данный модуль разработан при использовании инструмента Import User Model. Надстройкой Case Study проведен параметрический анализ и определено предельное содержание метанола в исходной смеси (до 0.3 массовой доли), при котором плотность водометанольной смеси больше плотности толуольной фазы. Расчет основных размеров оборудования про-водился по инженерной методике, которая оформлена в виде отдельной программы, связанной с моделью в моделирующей САПР. Трехмерная модель корпуса аппарата разработана в графической САПР при использовании переменных и является основой сборки отстойника, дополненной стандартными элементами, выбранными из БД про-граммы. В результате разработана программа по определению размеров отстойника, связывающая моделирующую и графическую САПР, что позволяет автоматизировать инженерные методики расчета энергоэффективного оборудования.
Abstract: The purpose of this paper is to develop an approach in order for engineering methods of equipment calculation to form as separate programs integrated with simulation-based CAD systems, and the results to be input data for a CAD-system. The research focuses on toluene settling from water-methanol mixture, the particular emphasis is on non-standard technological equipment of the settling process (settler). The authors present technological calculations for material and energy balances in a universal simulation program. They determine the geometric dimensions of non-standard equipment using the developed program. A 3D model of the equipment is formed in a graphical CAD-system. The approach is implemented in the form of a program in VBA language, which is connected with the model of a settling process. VBA language is basic within the software used and widespread in automating calculations within the system. Since the program database does not contain a settler calculation module, the authors have developed this module using the Import User Model tool.
A parametric analysis was conducted using the Case Study add-on. The authors identified the maximum allowable methanol content in the initial mixture (up to 0.3 mass fraction), at which the density of the water-methanol mixture exceeds the density of the toluene phase. The authors calculated the main dimensions of the equipment using engineering methods, which are implemented as a separate program linked to the model in the simulation CAD system. The authors have developed a 3D model of the equipment body in a graphical CAD system using variables. It is the basis of the assembly of the settler, supplemented with standard elements from the program database. As a result, the developed program determines settler dimensions; it links modeling and graphical CAD system. It allows automating engineering methods of energy efficient equipment calculation.
Ключевые слова: программные комплексы, VBA, автоматизация проектирования, компьютерное моделирование, моделирующие САПР, инженерные расчетыKeywords: software packages, VBA language, design automation, computer modeling, simulation-based CAD systems, engineering calculations
Просмотров: 1775
[№1 за 2025 год]
Просмотров: 1775
В данной статье описана разработка подхода, при котором инженерные методики расчета оборудования оформляются в виде отдельных программ, связанных с моделирующими САПР, а результаты являются исходными данными для CAD-системы. Объект исследования – отстаивание толуола от водометанольной смеси, а его предмет – нестандартное технологическое оборудование процесса отстаивания (отстойник). Технологические расчеты для составления материального и энергетического балансов проведены в среде универсальной моделирующей программы, геометрические размеры нестандартного оборудования определены при помощи разработанной программы, а трехмерная модель оборудования сформирована в графической CAD-системе. Указанный подход реализован в виде программы на языке VBA, которая связана с моделью процесса отстаивания. Выбор VBA объясняется тем, что он является базовым для программы и используется при разработке программ для автоматизации вычислений в указанном комплексе. Поскольку в БД программы отсутствует модуль расчета отстойника, данный модуль разработан при использовании инструмента Import User Model. Надстройкой Case Study проведен параметрический анализ и определено предельное содержание метанола в исходной смеси (до 0.3 массовой доли), при котором плотность водометанольной смеси больше плотности толуольной фазы. Расчет основных размеров оборудования про-водился по инженерной методике, которая оформлена в виде отдельной программы, связанной с моделью в моделирующей САПР. Трехмерная модель корпуса аппарата разработана в графической САПР при использовании переменных и является основой сборки отстойника, дополненной стандартными элементами, выбранными из БД про-граммы. В результате разработана программа по определению размеров отстойника, связывающая моделирующую и графическую САПР, что позволяет автоматизировать инженерные методики расчета энергоэффективного оборудования.
Осипов Э.В. (evosipov@kstu.ru) - Казанский национальный исследовательский технологический университет (доцент), доктор технических наук; Хоменко А.А. (xomenko@kstu.ru) - Казанский национальный исследовательский технологический университет (доцент), кандидат технических наук; Осипова Л.Э. (osipovalilija@mail.ru) - Казанский национальный исследовательский технологический университет (доцент), кандидат технических наук;
14. Моделирование температурных полей при аддитивном производстве металлических изделий
[№1 за 2025 год]Авторы: Какорин Д.Д. (kakorin0000@gmail.com) - Тверской государственный технический университет, Аспирант ; Марголис Б.И. (borismargolis@yandex.ru) - Тверской государственный технический университет (зав. кафедрой), доктор технических наук;
Аннотация: В статье обоснована необходимость исследования характера распределения температуры при аддитивном производстве металлических изделий. Рассмотрены особенности моделирования температурного поля, возникающего в процессе послойной электродуговой наплавки металлических деталей плоской геометрической формы с учетом несимметричного конвективно-радиационного теплообмена поверхности с окружающей средой. Подробно описана методика расчета температурного поля в двухмерных пространственных координатах на основе численных конечноразностных методов. При этом учтены возможности сдвига начальной точки наплавленного слоя от края основания, изменения времени выдержки между наплавляемыми слоями и применения принудительного воздушного охлаждения металла. Рассмотрен механизм определения температуры в граничных точках конструкции, непосредственно контактирующих с расплавленным металлом. Разработана программа в среде MATLAB, позволяющая на основе заданных теплофизических характеристик наплавляемого металла, параметров конвективно-радиационного теплообмена и геометрических характеристик наплавляемой конструкции моделировать температурное поле в изделии. Приведены тексты функций TempSurfacing для моделирования температурного поля и TempDepend для учета зависимости теплофизических свойств металла от его температуры перед наплавкой нового слоя. Проверена работоспособность программы на примере наплавки одного слоя металла высотой 2 мм на металлическое основание высотой 5 мм. Показан внешний вид окна программы для ввода исходных данных, и приведены результаты моделирования температурного поля в двухмерных пространственных координатах в текстовом, а также графическом видах. Полученная модель температурного поля позволяет учесть прибавление новых частей металла по длине наплавляемого слоя, а также поэтапное увеличение высоты конструкции за счет послойного наплавления металла. Разработанная модель предназначена для установления оптимального термического цикла процесса послойного электродугового наплавления и идентификации условий теплообмена с учетом изменения рабочих параметров технологического процесса аддитивного производства.
Abstract: The paper substantiates the necessity to study the nature of temperature distribution in additive manufacturing of metal products. It considers the peculiarities of modeling a temperature field, which arises during layer-by-layer electric arc welding of flat geometric metal parts taking into account asymmetric convection-radiation heat exchange between the surface and the environment. The authors described in detail the temperature field calculation in two-dimensional spatial coordinates based on numerical finite-difference methods. They took into account the possibility of shifting the starting point of the welded layer from the base edge, changing the holding time between the welded layers and the use of forced air metal cooling. The authors considered the mechanism of temperature determination in the structure boundary points, directly in contact with the molten metal. They also developed a program in MatLab that allows modeling the temperature field in the product based on specified thermophysical characteristics of the clad metal, parameters of convective-radiation heat exchange and geometric characteristics of the welded structure. The paper gives texts of TempSurfacing functions for modeling the temperature field and TempDepend for taking into account the dependence of thermophysical properties of metal on its temperature before surfacing a new layer. The authors checked the performance of the program on the example of surfacing a single layer of metal 2 mm high on a metal base 5 mm high. There is a view of the program window for inputting initial data, and the re-sults of modeling the temperature field in two-dimensional spatial coordinates in text and graphical forms. The obtained temperature field model allows taking into account the new metal parts addition along the welded layer length, as well as the systematic increase in the structure height due to layer-by-layer metal welding. The developed model serves to establish the optimal thermal cycle of the layer-by-layer arc welding process and to identify the heat transfer conditions taking into account changes in the operating parameters of the additive manufacturing technological process.
Ключевые слова: моделирование, температурное поле, аддитивное производство, конвективно-радиационный теплообмен, конечно-разностные методы, программа, matlab, электродуговая наплавкаKeywords: modeling, a tempering, additive manufacturing, convective-radiant heat transfer, finite difference methods, software, matlab, electric arc welding
Просмотров: 2398
14. Моделирование температурных полей при аддитивном производстве металлических изделий
[№1 за 2025 год]
Просмотров: 2398
В статье обоснована необходимость исследования характера распределения температуры при аддитивном производстве металлических изделий. Рассмотрены особенности моделирования температурного поля, возникающего в процессе послойной электродуговой наплавки металлических деталей плоской геометрической формы с учетом несимметричного конвективно-радиационного теплообмена поверхности с окружающей средой. Подробно описана методика расчета температурного поля в двухмерных пространственных координатах на основе численных конечноразностных методов. При этом учтены возможности сдвига начальной точки наплавленного слоя от края основания, изменения времени выдержки между наплавляемыми слоями и применения принудительного воздушного охлаждения металла. Рассмотрен механизм определения температуры в граничных точках конструкции, непосредственно контактирующих с расплавленным металлом. Разработана программа в среде MATLAB, позволяющая на основе заданных теплофизических характеристик наплавляемого металла, параметров конвективно-радиационного теплообмена и геометрических характеристик наплавляемой конструкции моделировать температурное поле в изделии. Приведены тексты функций TempSurfacing для моделирования температурного поля и TempDepend для учета зависимости теплофизических свойств металла от его температуры перед наплавкой нового слоя. Проверена работоспособность программы на примере наплавки одного слоя металла высотой 2 мм на металлическое основание высотой 5 мм. Показан внешний вид окна программы для ввода исходных данных, и приведены результаты моделирования температурного поля в двухмерных пространственных координатах в текстовом, а также графическом видах. Полученная модель температурного поля позволяет учесть прибавление новых частей металла по длине наплавляемого слоя, а также поэтапное увеличение высоты конструкции за счет послойного наплавления металла. Разработанная модель предназначена для установления оптимального термического цикла процесса послойного электродугового наплавления и идентификации условий теплообмена с учетом изменения рабочих параметров технологического процесса аддитивного производства.
Какорин Д.Д. (kakorin0000@gmail.com) - Тверской государственный технический университет, Аспирант ; Марголис Б.И. (borismargolis@yandex.ru) - Тверской государственный технический университет (зав. кафедрой), доктор технических наук;
[№1 за 2025 год]
Авторы: Таваева А.Ф. (a.f.tavaeva@urfu.ru) - Уральский оптико-механический завод, Уральский федеральный университет (главный специалист, научный сотрудник), кандидат технических наук; Петунин А.А. (a.a.petunin@urfu.ru, aapetunin@gmail.com) - Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельци-на (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: В статье рассматривается интегрированная задача раскроя и маршрутизации, объединяющая задачи оптимизации раскроя и минимизации стоимости процесса резки на технологическом оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). Для ее решения и разработки соответствующих оптимизационных алгоритмов, эффективных на практике, необходимо получить научно обоснованные данные о значениях стоимостных параметров процесса листовой резки на технологическом оборудовании с ЧПУ для различных марок и толщин обрабатываемых материалов. В данной статье описывается база данных таких стоимостных параметров этого процесса, приводятся ее схема, основная структура и организация. Для хранения данных стоимостных параметров выбрана реляционная модель, которая состоит из восьми таблиц и содержит информацию о марках и толщинах обрабатываемых материалов, значениях стоимости и плотности материалов, стоимости единицы пути режущего инструмента на рабочем и холостом ходу, а также одной точки врезки. Для удобства работы с данными (визуализация, добавление новых записей, удаление записей, расчет стоимостных параметров для новых марок материалов и толщин, изменение значений параметров), хранящимися в базе, разработано ПО на языке Python. Его можно использовать либо как отдельный продукт, либо совместно с ПО для автоматического проектирования управляющих программ для оборудования листовой резки с ЧПУ при решении практических задач. Значимость работы показана на модельном примере проектирования раскроя и маршрутизации инструмента для одного типа машины лазерной резки.
Keywords: sheet nesting optimization, routing optimization, integrated nesting and routing problem, database, cost parameters
Просмотров: 1992
Авторы: Таваева А.Ф. (a.f.tavaeva@urfu.ru) - Уральский оптико-механический завод, Уральский федеральный университет (главный специалист, научный сотрудник), кандидат технических наук; Петунин А.А. (a.a.petunin@urfu.ru, aapetunin@gmail.com) - Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельци-на (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: В статье рассматривается интегрированная задача раскроя и маршрутизации, объединяющая задачи оптимизации раскроя и минимизации стоимости процесса резки на технологическом оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). Для ее решения и разработки соответствующих оптимизационных алгоритмов, эффективных на практике, необходимо получить научно обоснованные данные о значениях стоимостных параметров процесса листовой резки на технологическом оборудовании с ЧПУ для различных марок и толщин обрабатываемых материалов. В данной статье описывается база данных таких стоимостных параметров этого процесса, приводятся ее схема, основная структура и организация. Для хранения данных стоимостных параметров выбрана реляционная модель, которая состоит из восьми таблиц и содержит информацию о марках и толщинах обрабатываемых материалов, значениях стоимости и плотности материалов, стоимости единицы пути режущего инструмента на рабочем и холостом ходу, а также одной точки врезки. Для удобства работы с данными (визуализация, добавление новых записей, удаление записей, расчет стоимостных параметров для новых марок материалов и толщин, изменение значений параметров), хранящимися в базе, разработано ПО на языке Python. Его можно использовать либо как отдельный продукт, либо совместно с ПО для автоматического проектирования управляющих программ для оборудования листовой резки с ЧПУ при решении практических задач. Значимость работы показана на модельном примере проектирования раскроя и маршрутизации инструмента для одного типа машины лазерной резки.
Abstract: The paper considers an integrated nesting and routing task. It combines the problems of nesting optimization and cost minimization of the cutting process with numerical control (CNC). To solve the problem and develop appropriate optimization algorithms, it is necessary to obtain scientifically substantiated data. Specifically, the data on the values of the cost parameters of a sheet cutting process on the CNC technological equipment for different grades and thicknesses of processed materials. The paper describes a database of such cost process parameters. There is also its diagram, basic structure and organization. The authors chose a relational model to store the data on cost parameters. It consists of 8 tables and contains information on grades and thicknesses of materials processed, cost and density values of materials, cost per unit of cutting tool path at working and idle speeds, as well as one piercing point. Usability of working with data in the database (visualization, adding new records, deleting records, calculating cost parameters for new material grades and thicknesses, changing parameter values) is provided by the designed software in Python. The authors propose to use it either as a separate product or together with the software for automatic design of control programs for CNC sheet cutting equipment to solve practical problems. The authors show this work significance on a model example of designing nesting and tool routing for one type of a laser cutting machine.
Ключевые слова: оптимизация раскроя листового материала, оптимизация маршрутизации, интегрированная задача раскроя и маршрутизации, база данных, стоимостные параметрыKeywords: sheet nesting optimization, routing optimization, integrated nesting and routing problem, database, cost parameters
Просмотров: 1992
[№1 за 2025 год]
Просмотров: 1992
В статье рассматривается интегрированная задача раскроя и маршрутизации, объединяющая задачи оптимизации раскроя и минимизации стоимости процесса резки на технологическом оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). Для ее решения и разработки соответствующих оптимизационных алгоритмов, эффективных на практике, необходимо получить научно обоснованные данные о значениях стоимостных параметров процесса листовой резки на технологическом оборудовании с ЧПУ для различных марок и толщин обрабатываемых материалов. В данной статье описывается база данных таких стоимостных параметров этого процесса, приводятся ее схема, основная структура и организация. Для хранения данных стоимостных параметров выбрана реляционная модель, которая состоит из восьми таблиц и содержит информацию о марках и толщинах обрабатываемых материалов, значениях стоимости и плотности материалов, стоимости единицы пути режущего инструмента на рабочем и холостом ходу, а также одной точки врезки. Для удобства работы с данными (визуализация, добавление новых записей, удаление записей, расчет стоимостных параметров для новых марок материалов и толщин, изменение значений параметров), хранящимися в базе, разработано ПО на языке Python. Его можно использовать либо как отдельный продукт, либо совместно с ПО для автоматического проектирования управляющих программ для оборудования листовой резки с ЧПУ при решении практических задач. Значимость работы показана на модельном примере проектирования раскроя и маршрутизации инструмента для одного типа машины лазерной резки.
Таваева А.Ф. (a.f.tavaeva@urfu.ru) - Уральский оптико-механический завод, Уральский федеральный университет (главный специалист, научный сотрудник), кандидат технических наук; Петунин А.А. (a.a.petunin@urfu.ru, aapetunin@gmail.com) - Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельци-на (профессор), доктор технических наук;
[№1 за 2025 год]
Авторы: Грешников И.И. (vvanes@mail.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (начальник сектора), кандидат технических наук; Давыдов Д.А. (dadavydov@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (ведущий инженер); Гончар Б.И. (bigonchar@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (инженер); Соколов А.В. (avsokolov@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (начальник сектора); Коновалова Д.В. (dvkonovalova@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (техник);
Аннотация: В статье проводится анализ существующих решений в области наголовной индикации. Предлагается собственная концепция представления пилотажно-навигационной информации в очках дополненной реальности для применения в гражданской авиации. Основным назначением разработанной индикации является предоставление пилоту необходимой пилотажно-навигационной информации на целевом этапе полета. Метод исследования заключался в анализе существующих решений, выявлении их недостатков и в корректировке разработанной индикации на основе рекомендаций опытных пилотов. В процессе работы были определены основные особенности представления пилотажно-навигационной информации, способствующие улучшению эргономических показателей: использование независимых слоев графических объектов пилотажно-навигационной информации, изменение компоновки изображения в зависимости от фазы полета, использование нескольких цветов, возможность голосового управления для отображения нужного слоя индикации. В результате реализовано программное обеспечение, позволяющее проецировать графические изображения мнемосимволов пилотажно-навигационной информации на имитируемую средствами среды Unity закабинную обстановку. Данные объекты индикации размещены с привязкой к следующим параметрам или к их комбинации: положение очков, вектор путевой скорости, строительная ось самолета, закабинное пространство. Разработанное программное обеспечение позволяет также добавлять графические слои от систем синтезированного и улучшенного видения. В статье представлен демонстратор наголовной индикации, созданный на основе данной концепции. Рассмотрены архитектура и функциональность демонстратора, включая видимые пилотом изображения в очках дополненной реальности. Практическая значимость данной работы заключается в улучшении эргономических показателей наголовной индикации по сравнению с существующими вариантами представления пилотажно-навигационной информации.
Keywords: head-mounted display, , flight and navigation information, augmented reality glasses, ergonomic performance
Просмотров: 1587
Авторы: Грешников И.И. (vvanes@mail.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (начальник сектора), кандидат технических наук; Давыдов Д.А. (dadavydov@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (ведущий инженер); Гончар Б.И. (bigonchar@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (инженер); Соколов А.В. (avsokolov@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (начальник сектора); Коновалова Д.В. (dvkonovalova@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (техник);
Аннотация: В статье проводится анализ существующих решений в области наголовной индикации. Предлагается собственная концепция представления пилотажно-навигационной информации в очках дополненной реальности для применения в гражданской авиации. Основным назначением разработанной индикации является предоставление пилоту необходимой пилотажно-навигационной информации на целевом этапе полета. Метод исследования заключался в анализе существующих решений, выявлении их недостатков и в корректировке разработанной индикации на основе рекомендаций опытных пилотов. В процессе работы были определены основные особенности представления пилотажно-навигационной информации, способствующие улучшению эргономических показателей: использование независимых слоев графических объектов пилотажно-навигационной информации, изменение компоновки изображения в зависимости от фазы полета, использование нескольких цветов, возможность голосового управления для отображения нужного слоя индикации. В результате реализовано программное обеспечение, позволяющее проецировать графические изображения мнемосимволов пилотажно-навигационной информации на имитируемую средствами среды Unity закабинную обстановку. Данные объекты индикации размещены с привязкой к следующим параметрам или к их комбинации: положение очков, вектор путевой скорости, строительная ось самолета, закабинное пространство. Разработанное программное обеспечение позволяет также добавлять графические слои от систем синтезированного и улучшенного видения. В статье представлен демонстратор наголовной индикации, созданный на основе данной концепции. Рассмотрены архитектура и функциональность демонстратора, включая видимые пилотом изображения в очках дополненной реальности. Практическая значимость данной работы заключается в улучшении эргономических показателей наголовной индикации по сравнению с существующими вариантами представления пилотажно-навигационной информации.
Abstract: The paper analyzes existing solutions in the field of head-mounted display. The authors offer their own concept of pilot and navigation information presentation in augmented reality glasses for applying in civil aviation. The main purpose of the developed display is to provide the pilot with the necessary flight and navigation information at the target flight phase. The research method consists in analyzing the existing solutions, identifying their shortcomings and adjusting the developed indication based on the recommendations of experienced pilots. The authors have identified the main features of flight and navigation information presentation that contribute to the ergonomic performance improvement. For example, using independent graphical layers of flight and navigation information objects, changing image layout depending on a flight phase, using several colors, voice control to display the required display layer. Consequently, the authors presented the software that allows projecting graphic images of flight and navigation information mnemonic symbols into the cockpit external space simulated in Unity environment. These display objects are placed according to the following parameters or to their combination: position of the glasses, path velocity vector, airplane construction axis, cockpit external space. The developed software also allows adding graphic layers from synthesized and enhanced vision systems. The paper pre-sents a head-mounted display demonstrator based on this concept. The authors reviewed the architecture and functionality of the demonstrator including pilot-visible images in augmented reality glasses. The practical significance of this work is in the improvement of head-mounted display ergonomic parameters in comparison with the existing display variants of pilot navigation information.
Ключевые слова: наголовная индикация, информационно-управляющее поле, пилотажно-навигационная информация, очки дополненной реальности, эргономические показателиKeywords: head-mounted display, , flight and navigation information, augmented reality glasses, ergonomic performance
Просмотров: 1587
[№1 за 2025 год]
Просмотров: 1587
В статье проводится анализ существующих решений в области наголовной индикации. Предлагается собственная концепция представления пилотажно-навигационной информации в очках дополненной реальности для применения в гражданской авиации. Основным назначением разработанной индикации является предоставление пилоту необходимой пилотажно-навигационной информации на целевом этапе полета. Метод исследования заключался в анализе существующих решений, выявлении их недостатков и в корректировке разработанной индикации на основе рекомендаций опытных пилотов. В процессе работы были определены основные особенности представления пилотажно-навигационной информации, способствующие улучшению эргономических показателей: использование независимых слоев графических объектов пилотажно-навигационной информации, изменение компоновки изображения в зависимости от фазы полета, использование нескольких цветов, возможность голосового управления для отображения нужного слоя индикации. В результате реализовано программное обеспечение, позволяющее проецировать графические изображения мнемосимволов пилотажно-навигационной информации на имитируемую средствами среды Unity закабинную обстановку. Данные объекты индикации размещены с привязкой к следующим параметрам или к их комбинации: положение очков, вектор путевой скорости, строительная ось самолета, закабинное пространство. Разработанное программное обеспечение позволяет также добавлять графические слои от систем синтезированного и улучшенного видения. В статье представлен демонстратор наголовной индикации, созданный на основе данной концепции. Рассмотрены архитектура и функциональность демонстратора, включая видимые пилотом изображения в очках дополненной реальности. Практическая значимость данной работы заключается в улучшении эргономических показателей наголовной индикации по сравнению с существующими вариантами представления пилотажно-навигационной информации.
Грешников И.И. (vvanes@mail.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (начальник сектора), кандидат технических наук; Давыдов Д.А. (dadavydov@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (ведущий инженер); Гончар Б.И. (bigonchar@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (инженер); Соколов А.В. (avsokolov@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (начальник сектора); Коновалова Д.В. (dvkonovalova@gosniias.ru) - Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (техник);
[№1 за 2025 год]
Авторы: Досаев А.А. (a.dosaev93.muctr@mail.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Аспирант ; Скичко А.С. (skichko.a.s@muctr.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (доцент, ведущий программист), кандидат технических наук; Меньшутина Н.В. (chemcom@muctr.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Объектом представленного исследования является системный анализ процессов микробиологической очистки сточных вод и почвы с последующей разработкой базы данных. Актуальность работы обусловлена проблемой неструктурированности больших объемов поступающей разнородной информации по данному направлению. Проведен анализ литературы с описанием существующих баз данных по микробиологической очистке и с указанием их достоинств и недостатков. Дано обоснование актуальности разработки базы данных, объединяющей все ключевые составляющие процессов микробиологической очистки сточных вод и почвы. Проведенсистемный анализ предметной области, с использованием системного подхода построена архитектура хранения данных. Отмечены достоинства разработанной системы, показаны примеры выполнения поисковых запросов. Разработанная база данных «Микробиологическая очистка» содержит обширную информацию о загрязняющих веществах и микроорганизмах с описанием процессов микробиологической очистки. Предлагаемая система хранения данных может быть полезна исследователям, областью научных интересов которых являются процессы микробиологической очистки, микробиология, химия и химическая технология. Она позволит уменьшить время на поиск информации при выполнении научно-исследовательских работ.
Keywords: system analysis, systemic approach, relational data storage model, database architecture, database, biotechnology, environment, microbiological purification
Просмотров: 2080
Авторы: Досаев А.А. (a.dosaev93.muctr@mail.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Аспирант ; Скичко А.С. (skichko.a.s@muctr.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (доцент, ведущий программист), кандидат технических наук; Меньшутина Н.В. (chemcom@muctr.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Объектом представленного исследования является системный анализ процессов микробиологической очистки сточных вод и почвы с последующей разработкой базы данных. Актуальность работы обусловлена проблемой неструктурированности больших объемов поступающей разнородной информации по данному направлению. Проведен анализ литературы с описанием существующих баз данных по микробиологической очистке и с указанием их достоинств и недостатков. Дано обоснование актуальности разработки базы данных, объединяющей все ключевые составляющие процессов микробиологической очистки сточных вод и почвы. Проведенсистемный анализ предметной области, с использованием системного подхода построена архитектура хранения данных. Отмечены достоинства разработанной системы, показаны примеры выполнения поисковых запросов. Разработанная база данных «Микробиологическая очистка» содержит обширную информацию о загрязняющих веществах и микроорганизмах с описанием процессов микробиологической очистки. Предлагаемая система хранения данных может быть полезна исследователям, областью научных интересов которых являются процессы микробиологической очистки, микробиология, химия и химическая технология. Она позволит уменьшить время на поиск информации при выполнении научно-исследовательских работ.
Abstract: The research focuses on a system analysis of the subject area, particularly the processes of wastewater and soil microbiological treatment and the database development. The paper is relevant due to the problem of unstructured large volumes of incoming heterogeneous information in this area. The authors analyzed the literature describing the existing databases on microbiological treatment and indicating their advantages and disadvantages. They justified the relevance of developing a data-base that integrates all key components of microbiological treatment processes of wastewater and soil. The authors conducted a systematic analysis of the subject area. Using a systematic approach, they constructed a data storage architecture. They noted the advantages of the developed system and showed examples of search query execution. The developed the Microbiological Purification database contains extensive information on pollutants and microorganisms with descriptions of microbiological cleaning processes. The proposed data storage system is useful for researchers whose area of scientific interest is microbiological cleaning processes, microbiology, chemistry and chemical technology. It allows reducing the time for information retrieval during scientific research work.
Ключевые слова: системный анализ, системный подход, реляционная модель хранения данных, архитектура базы данных, база данных, биотехнология, окружающая среда, микробиологическая очисткаKeywords: system analysis, systemic approach, relational data storage model, database architecture, database, biotechnology, environment, microbiological purification
Просмотров: 2080
[№1 за 2025 год]
Просмотров: 2080
Объектом представленного исследования является системный анализ процессов микробиологической очистки сточных вод и почвы с последующей разработкой базы данных. Актуальность работы обусловлена проблемой неструктурированности больших объемов поступающей разнородной информации по данному направлению. Проведен анализ литературы с описанием существующих баз данных по микробиологической очистке и с указанием их достоинств и недостатков. Дано обоснование актуальности разработки базы данных, объединяющей все ключевые составляющие процессов микробиологической очистки сточных вод и почвы. Проведенсистемный анализ предметной области, с использованием системного подхода построена архитектура хранения данных. Отмечены достоинства разработанной системы, показаны примеры выполнения поисковых запросов. Разработанная база данных «Микробиологическая очистка» содержит обширную информацию о загрязняющих веществах и микроорганизмах с описанием процессов микробиологической очистки. Предлагаемая система хранения данных может быть полезна исследователям, областью научных интересов которых являются процессы микробиологической очистки, микробиология, химия и химическая технология. Она позволит уменьшить время на поиск информации при выполнении научно-исследовательских работ.
Досаев А.А. (a.dosaev93.muctr@mail.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Аспирант ; Скичко А.С. (skichko.a.s@muctr.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (доцент, ведущий программист), кандидат технических наук; Меньшутина Н.В. (chemcom@muctr.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (профессор), доктор технических наук;
