Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2022 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

21. Компьютерная система для разработки цифровых информационных моделей процессов вторичной переработки нефти [№3 за 2022 год]
Авторы: Фураев Д.Н., Чистякова Т.Б.
Просмотров: 1915
В работе выделены основные общие характеристики процессов вторичной переработки нефти. Предложено обобщенное информационное описание этих процессов как объектов проектирования и управления. Рассмотрены предпосылки создания и опыт использования цифровых информационных моделей в области нефтепереработки на примере российских компаний. Предложены функциональная структура компьютерной системы проектирования цифровых информационных моделей объектов вторичной переработки нефти и комплекс средств, включающий математическое, информационное и программное обеспечение, которые позволяют по техническому заданию на проектирование разработать цифровую информационную модель, удовлетворяющую его требованиям по производительности, энергоэффективности, качеству цифровой информационной модели – адекватность, уровень детализации, информационная наполненность, экономичность. Приведена структура информационного, математического и программного обеспечения. Информационное обеспечение – это набор различных БД: характеристик сырья и катализаторов, основного технологического оборудования и деталей трубопроводов, стандартов на проектирование. Математическое обеспечение составляет библиотека математических моделей процессов вторичной переработки нефти, включая модели кинетики происходящих химических реакций, теплообменных процессов и гидродинамики. Программное обеспечение представляет собой набор программных сред – как авторских разработок, так и уже существующего, применяемого на определенных этапах проектирования. Предложенная структура компьютерной системы является гибкой и применимой для всех типов процессов вторичной переработки нефти. Модульный принцип построения архитектуры позволяет строить перенастраиваемое информационное и математическое обеспечение на различные типы процессов нефтепереработки. Компьютерная система апробирована на примере процессов каталитического крекинга и изомеризации.

22. Оценка граничных значений среднего времени отклика на запрос пользователя информационной системы [№3 за 2022 год]
Авторы: Шелест М.Н., Татарникова Т.М.
Просмотров: 1311
В работе предложены методы оценки верхней и нижней границ среднего времени отклика больших информационных систем на запрос пользователя. Под запросом пользователя понимается транзакция, состоящая из последовательности команд, для выполнения которых резервируются вычислительные ресурсы. Транзакция формализуется в виде маршрута, представляющего собой цепочку пар «обслуживающее устройство–буфер», число которых равно числу команд транзакции. При этом обслуживающее устройство является средством выполнения команд транзакций, а буфер – памятью для фиксации результатов выполнения и ожидания времени для поступления на обслуживание. Выделение групп слабо связанных маршрутов позволяет выполнять параллельную обработку транзакций. Предложена математическая схема большой информационной системы с группировкой маршрутов транзакций в виде сети массового обслуживания, так что каждая заявка пользователя про-ходит определенный маршрут из обслуживающих устройств. Метод оценки верхней границы среднего времени отклика системы на запрос пользователя основан на добавлении избыточных зависимостей и дублировании некоторых обслуживающих узлов, метод оценки нижней границы – на удалении обслуживающих узлов, играющих роль слабой связи между соседними маршрутами сети массового обслуживания. Методы позволяют подобрать параметры, удовлетворяющие требованиям к разрабатываемой информационной системе и, соответственно, отвечающие показателям качества обслуживания пользователей информационных систем.

23. Метод межсегментной оценки выделения паттернов движения из кинематических траекторий, регистрируемых средствами экзоскелетной системы [№3 за 2022 год]
Авторы: Провоторов Н.В., Таратонов И.Н., Филиппович Ю.Н.
Просмотров: 1169
Предложен метод выделения паттернов движения оператора из кинематических траекторий, регистрируемых экзоскелетной системой. Цель построения метода обусловлена задачей обнаружения и классификации движений оператора экзоскелетной системы поддержки физической работоспособности в режиме реального времени для предиктивного управления исполнительными элементами конструкции, а также прогнозирования дальнейшего состояния человеко-машинной системы. В контексте работы кинематические траектории определяются как проекции движения сегмента конечности на плоскости декартовой системы координат. Такие проекции группируются по признаку принадлежности к описываемой плоскости и сегменту конечности и представляют собой информационную модель исследуемого движения. Утверждение справедливо и для модели ожидаемого движения, описанного траекторными паттернами. В рамках задачи выделения паттернов движения предложен метод межсегментной оценки кинематических траекторий, базирующийся на достижениях в области биомеханики движения человека, в частности, на исследованиях кинематики циклического движения. Основная идея заключается в поиске признаков совершаемого движения, представленных в виде одного паттерна или упорядоченной последовательности в траекториях, описываемых сегментами конечности во фронтальной и сагиттальной плоскостях. В качестве базовых алгоритмов для выделения паттерна используется область цифровой обработки сигналов. Разработанный метод представлен в виде модели, на основе которой построен программный прототип. В работе также освещены результаты апробации прототипа на эмпирических данных, полученных при помощи исследовательской платформы экзоскелетной системы.

24. Разработка информационной системы расчета, накопления информации и паспортизации теплофизических свойств фосфоритов [№3 за 2022 год]
Авторы: Орехов В.А., Бобков В.И., Панченко С.В.
Просмотров: 2037
В работе предлагается создавать паспорта свойств фосфоритов, позволяющие сохранять в электронном виде экспериментальные температурные зависимости коэффициента теплопроводности материала при первом его нагреве и в отожженном состоянии, удельной истинной теплоемкости при первом и втором нагревах, эффективной теплоемкости при первом нагреве, относительно-го линейного расширения, электрической проводимости и плотности фосфатного материала при нагреве. Для реализации такого паспорта свойств разработана информационная система, позволяющая осуществлять ввод и хранение данных о химическом составе и теплофизических и технологических свойствах образцов в цифровом виде, их поиск и обработку. Для доступа к данным и их об-работки система использует технологию клиент–сервер. Расчет теплофизических свойств фосфоритов по структурным моделям учитывает иерархические свойства компонентов, составляющих фосфорит, их объемные и массовые доли. Данными для определения долей компонент служит минералогический состав материала. Информационная система содержит программу расчета коэффициента теплопроводности и удельной теплоемкости. Она отличается учетом массовых и объемных долей основных породообразующих минералов. Система использует интерполяцию табличных температурных значений коэффициентов теплопроводности и удельных теплоемкостей фосфорита, карбоната и кремнезема для определения теплофизических свойств компонент при любой температуре. Коэффициент теплопроводности материала рассчитывается на базе комбинированной модели теплопроводности, учитывающей эндотермическую реакцию диссоциации карбонатов, а удельная теплоемкость – по аддитивной модели. Разработан алгоритм для программы расчета теплофизических свойств по химическому составу фосфоритов.

25. Разработка программного обеспечения для математического моделирования распределения температуры в процессе электронно-лучевой сварки [№3 за 2022 год]
Авторы: Курашкин С.О., Рогова Д.В., Тынченко В.С., Шуткина Е.В.
Просмотров: 2115
Целью исследования является создание программной системы моделирования распределения температуры в процессе электронно-лучевой сварки в приложении Embarcadero RAD Studio (студенческая версия) на языке программирования C++. Разработка базируется на теории теплового поля с применением математических моделей для вычисления распределения температуры на поверхности изделия. На сегодняшний день представляется возможным проводить моделирование в средах численного моделирования Comsol и ANSYS, а также в пакете MATLAB. Данные программы представляют собой мощные решения, однако имеют ряд существенных недостатков: необходимость со-здания эскиза изделия в CAD-системах и программирование расчетных моделей в пакетах Comsol и ANSYS, а также работа с исходным кодом в процессе моделирования и длительные вычисления в пакете MATLAB. Предлагается разработка программной системы на основе математических моделей, которая позволит проводить моделирование процесса электронно-лучевой сварки для изделий из разных сплавов с учетом их геометрических размеров и теплофизических параметров, что даст возможность определять оптимальные технологические параметры и, следовательно, устранять корневые дефекты, а также упрощать процесс моделирования электронно-лучевой сварки по сравнению с такими системами, как MATLAB, ANSYS и Comsol. В работе описываются программная система моделирования распределения температуры, алгоритмы моделирования эксперимента и расчета температуры. Кроме того, представлен процесс моделирования с применением данных на основе натурных экспериментов (технологических и теплофизических параметров и геометрических размеров изделия). Разработанная программная система также позволяет хранить результаты как моделирования, так и отработанного технологического процесса. Внедрение на производстве предложенного подхода к моделированию процесса электронно-лучевой сварки для тонкостенных конструкций позволит снизить материальные и трудовые затраты при отработке технологического процесса электронно-лучевой сварки, а также при вводе в производство новых видов продукции.

26. Разработка системы для управления профессиональным развитием студента на основе его цифрового следа [№3 за 2022 год]
Авторы: Боганюк Ю.В., Воробьева М.С., Захарова И.Г.
Просмотров: 1519
Большинство существующих в вузах информационных систем лишено функции глубокого анализа работ студента. Такой анализ должен включать тексты отчетов, реализованные проекты и программный код, в комплексе составляющие цифровой след студента. Авторы разработали интеллектуальную систему, решающую эти задачи и представленную набором модулей для мониторинга, управления и прогнозирования профессионального развития студента как ИТ-специалиста с по-мощью технологий Big Data и Data mining. При разработке были учтены особенности текущего процесса: например, наличие нескольких информационных систем и файловых хранилищ в вузе, наличие различных ролей внутренних и внешних пользователей и учет потребностей и проблем пользователей, с которыми они сталкиваются в процессе работы и обучения. Одним из ключевых элементов системы является разработанное мультиуровневое хранилище данных, состоящее из двух компонентов: реляционной БД и NoSQL-хранилища. Система ориентирована не только на анализ успеваемости, но и на текстовые документы, продуцируемые самими студентами, а также документы, регламентирующие его образовательную траекторию. Разработанная система позволяет расширить возможности принятия решений в управлении образовательным процессом на всех уровнях (студент, преподаватель, администрация университета) за счет применения современных методов и технологий интеллектуального анализа данных к менее изученной части цифрового следа студента. Кроме того, открываются новые возможности для взаимодействия университета с работодателями и абитуриентами.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3