ivdon3@bk.ru
Исследование посвящено анализу современных подходов к организации процессов боди-сканирования с применением фотограмметрических технологий. Рассматриваются различные методы цифровой реконструкции человеческого тела, включая ручные и роботизированные системы сканирования. Проведен сравнительный анализ точности измерений, качества текстур и временных характеристик различных подходов. Особое внимание уделено вопросам жесткости конструкций сканирующих систем и их влиянию на качество получаемых трехмерных моделей. Результаты показывают превосходство специализированных ручных сканеров над фотограмметрическими методами по точности, но большую универсальность последних в различных условиях применения.
Ключевые слова: фотограмметрия, трехмерное сканирование, цифровая реконструкция, точность измерений, жесткость конструкции, роботизированные системы
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Статья посвящена разработке методологии внедрения цифровых систем контроля качества в производство асфальтобетона. Основное внимание уделяется анализу существующих подходов к цифровизации контроля качества, формированию структуры интегрированной системы мониторинга и разработке алгоритма поэтапного внедрения. Исследование включает анализ проблем традиционных методов контроля, обоснование выбора цифровых технологий и оценку эффективности предлагаемой методологии. Результаты показывают возможность повышения стабильности технологического процесса и сокращения времени контрольных операций на 35-40%.
Ключевые слова: цифровизация производства, контроль качества асфальтобетона, цифровая трансформация, автоматизация контроля, технологический процесс, информационные технологии, система управления качеством
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматривается решение задачи повышения автономности и точности управления движением транспортной тележки неразрывно связано с точностью определения её текущего местоположения. В связи с этим разработана аппаратно-программная система, основанная на комплексировании данных инерциальной и визуальной одометрии, что позволяет компенсировать недостатки одних методов навигации достоинствами других.
Ключевые слова: траектория движения объекта управления, навигационная система, инерциальная одометрия, визуальная одометрия, комплексирование данных, фильтр Калмана, определение местоположения
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматривается задача построения непрерывной траектории перемещения на основе данных обратной связи в системах управления с прогнозированием внешней нагрузки. Предлагается использование интерполяции кубическими сплайнами Фергюссона. Предложенный подход обладает вычислительной эффективностью и применим в системах адаптивного управления, включая управление вращательными движениями в недетерминированной среде.
Ключевые слова: управление, прогнозирующие модели, MPC, внешняя нагрузка, интерполяция, сплайн, траектория движения объекта управления
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В работе исследуются особенности цифровой реализации алгоритма управления синхронизацией роторов двухроторной вибрационной установки СВ-2М. С помощью компьютерного моделирования в MATLAB/Simulink оценено влияние периода дискретизации на устойчивость синхронного режима при учёте квантования по времени и экстраполятора нулевого порядка. Произведен сравнительный анализ цифровой и аналоговой версий алгоритма. Определены граничные значения периодов дискретности для разных значений заданной полной энергии системы. Достигнутые результаты подтверждают применимость предложенного подхода для цифровых систем управления вибрационными установками.
Ключевые слова: цифровое управление, синхронизация роторов, двухроторная виброустановка, скоростно-градиентный алгоритм, экстраполятор
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной работе рассматривается метод предиктивного обнаружения и предотвращения сбоев в информационных системах с применением нейронных сетей. В качестве прикладного примера выбрана платформа «1С:Предпрятие», широко используемая в корпоративной среде. Актуальность задачи обусловлена необходимостью повышения надёжности информационных систем и минимизации простоев, связанных с техническими сбоями. Предлагаемый подход включает несколько этапов: сбор и анализ журналов ошибок, предварительную обработку данных, выбор архитектуры искусственной нейронной сети и последующую проверку её качества. Сравнительный анализ показывает, что предложенное решение обеспечивает более высокую скорость реакции на потенциальные сбои по сравнению с классическими средствами мониторинга.
Ключевые слова: 1С:Предпиятие, корпоративные информационные системы (КИС), аналитика ИТ-сервисов
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматриваются актуальные вопросы автоматизации управления бизнес-процессами посредством разработки специализированного веб-приложения для планирования задач и учета рабочего времени. Исследование направлено на решение проблемы оптимизации организационных процессов в условиях цифровой трансформации современного предприятия. Автором предложена архитектура информационной системы, основанная на использовании современных веб-технологий: клиентская часть реализована с применением фреймворка React, серверная - на платформе Node.js с использованием Express.js, для хранения данных выбрана реляционная СУБД MySQL. Особое внимание уделено реализации механизма управления состоянием приложения с использованием библиотеки Effector, что обеспечивает существенное повышение производительности за счет минимизации избыточных ререндеров интерфейса.
Ключевые слова: автоматизация бизнес-процессов, управление задачами, учет рабочего времени, веб-приложение, React, Node.js, Effector, производительность информационных систем
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматривается проблема повышения надёжности устройств многофункциональной индикации (УМИ) в условиях цифровой трансформации производственных процессов. Предложен подход к предиктивной диагностике на основе анализа эксплуатационных и тепловых характеристик УМИ с использованием методов машинного обучения. Проведена классификация УМИ по физико-технологическим принципам и архитектурным уровням, что позволило структурировать диагностические модели. Рассматриваются математические методы предсказания отказов, включая логистическую регрессию, градиентный бустинг (CatBoost) и модели оценки остаточного ресурса. Особое внимание уделено разработке метода теплового профилирования Thermal Emission-Based UMI Profiling (TEB-UP), основанного на анализе тепловых карт и алгоритмах машинного зрения (PCA, автоэнкодеры, CNN). Показано, что температурная неравномерность является чувствительным индикатором деградации, опережающим традиционные показатели отказа. Метод TEB-UP демонстрирует потенциал к интеграции в системы мониторинга и предиктивного обслуживания в рамках концепций Индустрии 4.0 и 5.0.
Ключевые слова: устройства многофункциональной индикации, предиктивная диагностика, тепловое профилирование, остаточный ресурс, машинное обучение
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье описывается эксперимент по проектированию нейронной сети для программируемого логического контроллера с целью исключения необходимости привлечения программистов к разработке автоматизированных систем управления. Основная задача программируемых логических контроллеров — это упрощение автоматизации технологических процессов, они практически исключают задачи разработки печатных плат и операции пайки элементов. Очевидно, чем меньше различных задач приходиться решать и чем проще эти задачи, тем быстрее пройдёт разработка и запуск новой системы, а себестоимость её будет ниже. С этой же целью, для программирования контроллеров, используются достаточно простые и наглядные языки, это сильно облегчает труд программистов. При современном уровне развития микроэлектроники вычислительные ресурсы контроллеров значительно превышают уровень необходимый для большинства задач автоматизации. Закономерно возникает вопрос, можно ли, используя избыточные вычислительные мощности, однократно разработать некую универсальную программу, способную адаптироваться к любому технологическому процессу. Естественно, такая программа будет работать медленнее и займёт больше памяти, но, в таком случае, задача программирования должна выродиться в задачу настройки готового программного обеспечения. Статья посвящена разработке прототипа такой программы на основе модели однослойного перцептрона. Описаны структура и параметры разрабатываемой нейронной сети с учётом особенностей целевой платформы. Разобран процесс обучения спроектированной нейронной сети. Перечислены и обоснованы ограничения, накладываемые на разработку. Обозначены достоинства и недостатки, а также варианты развития разработки.
Ключевые слова: программируемый логический контроллер, искусственная нейронная сеть, однослойный перцептрон, язык релейной логики, автоматизированная система управления технологическим процессом
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье приводится анализ влияния нестационарных параметров на качество управления системой торможения колес тяжелого транспортного средства, а также рассмотрен синтез параметров регулятора с использованием обобщенного метода Галеркина. Рассматриваемый метод обращен для решения задачи синтеза нестационарной системы, чье желаемое программное движение задано на выходе нелинейного элемента. Приведены результаты исследования влияния нестационарности параметров неизменяемой части системы (объекта) на ухудшение показателей качества переходного процесса. Для случаев критического режима работы произведен пересчет параметров регулятора, оценены результаты учета нестационарности и повторного синтеза.
Ключевые слова: система автоматического управления, регулятор, тормозная система, нестационарность параметров, обобщенный метод Галеркина
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Надежность работы энергетических объектов напрямую связана с полнотой и регулярностью контроля технического состояния оборудования. Традиционные методы, основанные на визуальном осмотре и выборочных измерениях, характеризуются высокой трудоемкостью, низкой воспроизводимостью и рисками для обслуживающего персонала. В этих условиях возрастает актуальность применения мобильных робототехнических комплексов, способных выполнять обследование подстанций и другого энергооборудования в автоматизированном режиме. Ключевым фактором эффективности робототехнических комплексов является качество построенного маршрута: полнота охвата оборудования для получения диагностически значимой информации. В работе предложен метод дискретизации и оптимизации точек базирования, обеспечивающие формализованное построение маршрутов обследования. Метод включает последовательное применение ряда алгоритмов: геометрическую дискретизацию допустимой области движения на основе регулярной сетки, фильтрацию точек с учетом технических ограничений РТК и зон запрета, моделирование зон видимости с применением упрощенных коллайдеров и количественной оценки качества видимости, а также оптимизацию множества базовых точек как задачи покрытия. Эффективность метода подтверждена на трехмерной модели подстанции: проведенные сценарные испытания показали сокращение числа базовых позиций более чем в четыре раза при сохранении высокой полноты охвата (не менее 97 %). Практическая ценность заключается в возможности интеграции предложенных методов в состав интеллектуальных подсистем диагностики и технического контроля, что обеспечивает снижение трудозатрат, повышение воспроизводимости маршрутов и улучшение качества автоматизированной диагностики в энергетике.
Ключевые слова: робототехнический комплекс, диагностика оборудования, построение маршрута, обследование оборудования, задача покрытия, автоматизация технологического процесса
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье рассматривается подход к разработке системы контроля и учета целевой смеси, загружаемой в стекловаренные печи, расположенные в машино-ванных цехах как отдельно взятого завода, так и группы стекольных заводов, входящих в одно предприятие. Предлагается структурная схема организации сбора, обработки и хранения данных, полученных от весовых индикаторов различных моделей, поддерживающих собственные форматы сетевых кадров. В качестве примера демонстрируется сетевая схема реализации обозначенной системы контроля и учета целевых смесей, применительно к двум территориально удаленным стекольным заводам, с использованием механизма построения частных сетей поверх открытых и публичных каналов связи. Обосновывается эффективность предложенных подходов к организации оперативного контроля за объемами загрузки целевой смеси в стекловаренные печи, а также целесообразность применения данного решения
Ключевые слова: производство стекла, технологический процесс, автоматизированная система управления, учет шихты, весоизмерительнй прибор, весовой индикатор, обобщенная структурная схема, сетевая схема, преобразователь интерфейсов, частная сеть, база данных
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Рассмотрены вопросы идентификации параметров настраиваемых моделей линейных нестационарных динамических систем на примере линеаризованной настраиваемой модели двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Разработан новый метод оценивания параметров настраиваемых моделей по малому числу наблюдений на основе проекционной идентификации и аппарата линейной алгебры и аналитической геометрии. Для апробации разработанного метода идентификации было проведено сравнение переходных характеристик настраиваемой модели двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при полученных оценках параметров с эталонными характеристиками. Показана эффективность применения предложенного метода идентификации в задачах управления электроприводом постоянного тока.
Ключевые слова: двигатель постоянного тока, проекционная идентификация, оценивание параметров динамических систем, настраиваемая модель нестационарной динамической системы
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье представлена разработка автоматизированной системы контроля качества драже с применением технологий машинного зрения и цифрового моделирования. Целью работы является создание интеллектуальной системы, способной в реальном времени выявлять дефекты поверхности кондитерских изделий, такие как сколы и трещины. Предложенный подход сочетает обучение нейронной сети на основе архитектуры YOLO с использованием как реальных, так и синтетически сгенерированных изображений, а также внедрение цифровой симуляции производственной линии для предварительной отладки и оптимизации параметров системы. Использование цифровой модели позволяет проводить тестирование в условиях, приближённых к реальным, что способствует повышению точности классификации дефектов и снижению затрат на настройку оборудования. Проведённые испытания подтвердили высокую эффективность предложенной системы и целесообразность её внедрения в пищевую промышленность.
Ключевые слова: машинное зрение, контроль качества, драже, YOLO, цифровая симуляция, дефекты поверхности
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Современные вычислительные системы управления химико-технологическими процессами позволяют программно реализовывать сложные алгоритмы управления, в то числе с использование методов машинного обучения и элементов искусственного интеллекта. Такие алгоритмы могут быть применимы в том числе для сложных нестационарных многоассортиментых и гибких дискретных производств, к которым относятся и такие процессы малотоннажной химии, как производства полимерных материалов. В статье рассматривается производство фторопласта в реакторах периодического действия. Этот процесс протекает при постоянно изменяемых параметрах, таких как давление и температура. Одной из важных задач системы управления является стабилизация качества выпускаемого полимера, и для этих целей важно прогнозировать это качество в процессе производства до выпуска фторопласта. Качество продукции в свою очередь сильно зависит как от качества исходных реагентов, так и от действий оператора. В условиях нестационарного процесса типовые виртуальные анализаторы качества, основанные на регрессионных зависимостях, показывают плохие результаты, и, как правило, неприменимы. В статье предложена архитектура виртуального анализатора качества, основанного на методах математического прогноза с использованием таких алгоритмов так: метод случайного леса, градиентный бустинг и пр.
Ключевые слова: полимеризация, многоассортиментные производства, малотоннажная химия, прогноз качества, машинное обучение
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматриваются возможность управления двигателями в многодвигательной системе с помощью алгоритма нечеткой логике. Приводится пример команд для управления системой из нескольких двигателей.
Ключевые слова: нечеткая логика, автоматизация, моделирование процесса ПИД-регулирование, управление двигателями
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматриваются сходства и различия архитектурных сооружений разных времен и народов, формы домов, крыш, конструктивное построение зданий. В статье дается ясное смысловое представление формам круга, семантике и их значениям. На примерах работ современных архитекторов рассматриваются концепции создания идейных проектов, совокупность сложности в реализации. Идейные решения самой формы круга в современных зданиях немного видоизменяются за счет креативных решений авторов-разработчиков.
Архитектурные формы базируются на основных геометрических фигурах: круг, квадрат, треугольник. Не зная начала истории создания домов и поселений, невозможно прийти к решению новых задач. Основной исследовательский материал затрагивает круглые формы не только домов и зданий, но и поселений, усадеб разных народов. Если раньше строили дома однотипные, то сейчас, благодаря высоким технологиям и производству высококачественных строительных материалов, можно воспроизвести любую задумку архитектора.
Ключевые слова: однородность, качество смешивания, аглоруда, усреднение, среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации, массовая доля компонента
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В статье представлен алгоритм цифровой обработки для контроля токов короткого замыкания сети электроснабжения. Предлагается осуществление контроля с помощью вычисления скорости изменения тока. Разработан алгоритм на основе цифрового дифференцирующего фильтра с подавлением высокочастотных составляющих. На основе рядов Фурье сформирован нерекурсивный фильтр, характеристики которого улучшаются с помощью метода сглаживания Ланцоша. Предложено для сохранения обработки использовать рекурсивный фильтр, преобразованный из нерекурсивного, используя алгоритм Б.Л. Хо. Алгоритм легко реализуется в виде программ для микропроцессорных систем. Представлен фильтр на основе аналогового прототипа. Проведено моделирование процесса короткого замыкания.
Ключевые слова: электроснабжение, ток короткого замыкания, алгоритм обработки данных, контроль системы энергообеспечения, цифровой дифференцирующий фильтр
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.5 - Энергетические системы и комплексы
Характеристики погружного асинхронного электродвигателя, с достаточной для практики достоверностью, описываются теорией многодвигательного электропривода. В этом случае классическая схема замещения погружного асинхронного электродвигателя представляет собой связанную систему из нескольких Т-образных схем замещения. В свою очередь это значительно увеличивает ее вычислительную сложность и снижает быстродействие АСУТП. Предлагается с помощью методов планирования эксперимента построить математическую модель погружного электродвигателя в виде полиномов с существенно большим быстродействием. В области применимости, расхождения в оценке энергетических показателей не превышают 1,1%, между предложенными моделями и классическими Т-образными схемами замещения.
Ключевые слова: автоматизированная система управления, математическая модель, полином, средняя абсолютная процентная ошибка, вычислительная сложность, методы планирования эксперимента, диаграмма рассеяния, модальный интервал, погружной электродвигатель, пакет ротора
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье представлена разработка автоматизированной кибер-физической системы кастомизации шоколадных изделий на базе лазерной гравировки с интегрированным модулем машинного зрения для контроля качества. Описан экспериментальный стенд, включающий CO₂-лазер мощностью до 30 Вт, прецизионную XYZ-систему позиционирования, конвейерную подачу и оптический блок с RGB-камерой и кольцевой подсветкой. Разработано программное обеспечение управления лазером, реализующее генерацию траекторий, автокалибровку фокуса и регулировку мощности/скорости, а также гибридный алгоритм визуального контроля на основе сверточных нейронных сетей. Интеграция осуществляется через Modbus/TCP и REST-API: результаты инспекции в реальном времени возвращаются в ПЛК для адаптивной корректировки параметров гравировки или автоматической отбраковки дефектных изделий. В ходе DoE-экспериментов модель показала снижение брака с 8,3 % до 1,7 % и рост пропускной способности с 25 до 36 шт./мин. Экономико-технический анализ подтвердил окупаемость решения менее чем за 6 месяцев при суточном объёме 10 000 плиток. Полученные результаты демонстрируют высокую надёжность и перспективы масштабирования на промышленные линии.
Ключевые слова: автоматизация, лазерная гравировка, шоколадные изделия, машинное зрение, контроль качества, кастомизация
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматривается метод построения программной системы для обработки технологических данных в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Основу подхода составляет формализованное представление структуры обработки данных в виде направленного ациклического графа, где каждая вершина соответствует этапу преобразования информации, реализуемому с использованием подключаемых программных модулей. Предложена архитектура, обеспечивающая модульность, масштабируемость и повторное использование компонентов при организации обработки и маршрутизации данных. Выполнен анализ применимости данного подхода для построения гибких и адаптивных программных решений, ориентированных на эксплуатацию в условиях изменяющихся требований к логике обработки технологических сигналов.
Ключевые слова: АСУТП, обработка технологических данных, направленный ациклический граф, модульная архитектура, программные модули, отказоустойчивость, масштабируемость, динамическая конфигурация, интеграция в инфраструктуру, формализация обработки
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье представлен метод адаптации телескопа-дальномера ТПЛ-1 для проведения фотометрических наблюдений искусственных спутников Земли (ИСЗ). Вместо штатной оптической системы использована комбинация камеры ZWO ASI294MM Pro и объектива "Юпитер-21М", установленных на монтировку телескопа. Разработано специальное крепление, обеспечивающее точную фокусировку, юстировку и стабильность системы. Метод сочетает доступность любительского оборудования с научной значимостью данных, открывая перспективы для образовательных проектов, мониторинга космического мусора и исследований динамики ИСЗ. Перспективы работы включают автоматизацию наблюдений и расширение списка наблюдаемых объектов.
Ключевые слова: фотометрия, искусственные спутники Земли, ТПЛ-1, адаптация оборудования, кривые блеска, мониторинг космических объектов
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Программная среда верхнего уровня автоматизированных систем управления технологическими процессами требует воспроизводимого и предсказуемого сопровождения. В статье сформулированы требования к средствам автоматизации, обеспечивающим согласованное состояние среды исполнения и независимость процедур от ее текущего состояния. Проведена оценка архитектурных свойств распространенных решений. Обосновано совместное применение Terraform и Ansible как основы формализованной модели сопровождения.
Ключевые слова: программная среда, автоматизированная система управления, сопровождение, воспроизводимость, конфигурация, автоматизация, жизненный цикл, вычислительная среда, управление изменениями, язык программирования
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Статья посвящена описанию разработки прикладного программного обеспечения для автоматизированного построения орнаментальных композиционных решений на основе загружаемых пользователем мотивов. Рассматриваются алгоритмы генерации орнаментов с использованием пяти типов сеток: квадратной, прямоугольной (горизонтальной и вертикальной), ленточной и радиальной. Описывается принцип взаимодействия пользователя с программой, включая загрузку изображений, настройку параметров, визуализацию и сохранение результата. Представленные результаты демонстрируют эффективность автоматизированного подхода к построению орнаментов, позволяющего значительно ускорить процесс проектирования орнаментов и сделать его доступным для широкого круга пользователей. Разработанное прикладное программное обеспечение может быть использовано в образовательных, творческих и исследовательских целях. Результаты работы являются значимыми при создании орнаментов в стилистике народных художественных промыслов для сохранения культурного наследия в современности.
Ключевые слова: цифровые инструменты, орнамент, генерация, прикладное программное обеспечение, графический интерфейс, Python, алгоритмы генерации, культурное наследие, цифровое искусство, автоматизация, народные художественные промыслы
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности
В статье рассматриваются импульсные датчики положения (инкрементные энкодеры), их применение для определения угловой скорости и особенности их математического моделирования в составе регулируемых электроприводов с обратной связью по скорости. Описана компьютерная модель подобного датчика с системой определения угловой скорости.
Ключевые слова: инкрементный энкодер, датчик скорости, квадратурный декодер, моделирование электропривода, моделирование инкрементного энкодера, SimInTech
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами