Статья посвящена вопросам обучения студентов навыкам математического и компьютерного моделирования. Актуальность работы вытекает из положений современных Федеральных государственных образовательных стандартов, требующих наличия у обучаемых математической компетентности и знания прикладных информационных технологий. Цель работы - показать возможность повышения уровня математического и алгоритмического мышления студентов путем использования в учебном процессе систем компьютерного математического моделирования (на примере решения задач линейного программирования с применением математических пакетов Scilab и MathCAD, а также надстройки Поиск решения электронных таблиц MS EXCEL).
Цель написания статьи состоит в описании моделей, характеризующих качество обучения, в том числе «степень владения» системой компетенций, которые формировались с применением метода семантического дифференциала, аппарата нечетких множеств и математической статистики, а также - личностных показателей учащихся. Натурные эксперименты проведены с учащимися и педагогами колледжей ОмГТУ и Омского Института бизнеса и информационных технологий. Для построения индивидуальных семантических профилей, которые иллюстрируют владение отдельными компетенциями ФГОС дисциплин в баллах, применялась биполярная шкала с трехбалльной степенью выраженности отдельного полюса. Графический материал формировался с применением самооценок учащихся. Для группы учащихся проведена процедура свертки первичных данных с применением аппарата нечетких множеств. Модель, сформированную в результате свертки первичных данных, можно использовать для оценки степени владения ФГОС по исследуемой дисциплине в целом. Построены на фазовой плоскости графические образы индивидуальных информационных и интеллектуальных показателей учащихся, полученных при анкетировании в 2019 и 2020 годах. Результаты показали их линейную зависимость от времени и незначительные изменения значений. Тем не менее эффект изменения присутствует и объясняется проявлением философского закона перехода количества в качество, характеризующего кумулятивный эффект накопления знаний. Полученные низкие значения показателей, психологи объясняют снижением интереса к изучаемому предмету, отсутствием мотивации к обучению в целом. Результаты исследований могут быть использованы для определения степеней усвоения комплекса дисциплин любой профессиональной подготовки, а также наблюдения кумулятивного эффекта значений личностных показателей учащихся.
В монографии рассматриваются вопросы моделирования систем с применением аппарата функциональных разложений Винера - Вольтерра. Представлены методы белошумовой идентификации динамических систем. Описаны алгоритмы для создания тестирующих сигналов с требуемыми статистическими характеристиками. Рассмотрен вопрос влияния качества тестирующих сигналов на результаты испытаний и адекватность моделей. Для специалистов в области разработки, создания и применения автоматизированных систем управления, автоматизированных систем обработки информации и экспериментальных исследований; для студентов и магистрантов соответствующих направлений подготовки.
В эпоху цифровизации экономических процессов перед компаниями встает задача глубокой трансформации существующих стратегий распределения производственных ресурсов и методов прогнозирования спроса. Такое преобразование подразумевает переход к интеграции в единое информационное пространство, что, в свою очередь, позволяет существенно повысить точность и эффективность прогнозирования бизнес-активности. Данная трансформация становится краеугольным камнем в формировании устойчивого развития на уровне отдельных государств. Научная новизна данного исследования заключается в разработке методологии для создания унифицированной системы прогнозирования спроса на компоненты продукции в энергетической отрасли, включенной в общую энергетическую информационную систему. Авторы выделяют потенциал для оптимизации отдельных элементов и структур с целью усовершенствования передачи и обработки данных на множественных уровнях. Основной фокус исследования направлен на адаптацию энергетического сектора к условиям цифровой экономики через применение предиктивных алгоритмов потребления продукции. Значение исследования для практического применения обусловлено возможностью интеграции разработанных решений в процесс модернизации предприятий, участвующих в национальной производственной системе, в контексте широкомасштабной цифровизации экономических процессов. Как пример успешной реализации такого подхода приводится опыт, демонстрирующий практическую применимость и эффективность внедрения инновационных цифровых технологий в стандартные процедуры управления и прогнозирования в энергетической отрасли
Во второй части монографии на основании анализа патентной и научно-технической литературы определен класс преобразователей для реализации описанных в первой части теоретических положений по моделированию физического принципа действия датчиков на основе фрактального подхода - микроэлектронные и волоконно-оптические датчики давления, обоснован их выбор и разработаны соответствующие модели, предназначенные для расширения возможностей автоматизации поискового проектирования датчиков.
Предназначена для научных и инженерно-технических работников, занимающихся проектированием датчиков, преподавателей, аспирантов и студентов технических вузов.
АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в рассмотрении и корректировке результатов расчетов тока однофазного короткого замыкания в сельской электрической сети 0,4 кВ, получаемых с использованием существующих физических, компьютерных и математических методов, которые дают разные результаты.
ЦЕЛЬ. Разработка корректировочных коэффициентов для разных методов расчета тока однофазного короткого замыкания в сельской электрической сети 0,4 кВ.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В ходе расчетов тока однофазного короткого замыкания в сельской электрической сети 0,4 кВ с использованием разных методов были заданы общие исходные условия: питание осуществлялось от трансформатора ТМ-250 и с использованием провода А-35.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Выявлено, что погрешность между результатами, полученными с использованием разных методов, достигает 35,9%. В работе были предложены корректировочные коэффициенты со значениями от 0,93 до 1,47 относительных единиц с целью повышения достоверности расчетов. Данные коэффициенты позволили повысить достоверность рассмотренных методов определения тока однофазного короткого замыкания в сельской электрической сети 0,4 кВ в 2,9-6,1 раза по сравнению с исходными значениями.
В условиях стремительного развития цифровых технологий и усложнения структуры цепочек поставок в хлебопекарной промышленности, актуальной становится проблема повышения прозрачности и эффективности управления данными процессами. Одним из перспективных инструментов решения этой задачи являются цифровые двойники – виртуальные модели реальных объектов и процессов, позволяющие осуществлять мониторинг, анализ и оптимизацию в режиме реального времени. Данное исследование направлено на изучение роли цифровых двойников в повышении прозрачности и эффективности управления цепочками поставок в хлебопекарной отрасли. Материалы и методы исследования включают анализ существующих научных публикаций, отчетов консалтинговых компаний и кейсов внедрения цифровых двойников на хлебопекарных предприятиях. Для оценки эффективности применения данной технологии были использованы методы статистического анализа, моделирования и сравнительного анализа ключевых показателей эффективности (KPI) цепочек поставок до и после
внедрения цифровых двойников. Результаты исследования демонстрируют, что использование цифровых двойников позволяет повысить прозрачность цепочек поставок хлебобулочных изделий на 30%, снизить затраты на логистику на 18-22%, сократить время выполнения заказов на 35%, а также улучшить показатели качества продукции на 15%. Кроме того, цифровые двойники способствуют оптимизации процессов планирования производства, прогнозирования спроса, управления запасами сырья и готовой продукции, что в совокупности приводит к повышению общей эффективности управления цепочками поставок в хлебопекарной отрасли на 25-30%.
КТУАЛЬНОСТЬ. На котловане с большой степенью заглубления отвалы расположены по бортам, откуда пыль заносится господствующими ветрами непосредственно в котлован. Это в значительной степени увеличивает запыленность атмосферы котлованов. Постоянное увеличение глубины котлованов основано на укрупнении масштабов строительных и горных работ. Эта практика приводит к дополнительной запыленности и загазованности атмосферы, соответственно возникает проблема создания нормальных параметров воздушной среды.
ЦЕЛЬ. Создание на специально разработанной лабораторной установке моделей течения воздушной среды котлованов с большой степенью заглубления для выявления основных недостатков в организации воздухообмена и предложить решения по улучшению состояния воздушной среды котлованов с большой степенью заглубления.
МЕТОДЫ. Работа основана на обработке эмпирических результатов, полученных в ходе работы на лабораторной установке по моделированию движения воздушных масс в котлованах с большой степенью заглубления
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Внедрение предлагаемых решений позволит привести атмосферу котлованов с большой степенью заглубления к нормируемым значениям и уменьшить загрязнение окружающей среды при строительстве объектов.
В монографии проведен анализ тенденций развития стреловых грузоподъемных кранов и их систем безопасности, требований к безопасной работе грузоподъемных кранов, пакетов визуального моделирования сложных динамических систем; предложен анализ стрелового грузоподъемного крана как сложной динамической системы, состоящей из механической подсистемы, подсистемы гидропривода и подсистемы контроля устойчивости, представлены методики автоматизированного моделирования подсистем крана; приводятся алгоритмы работы системы автоматизированного моделирования стрелового грузоподъемного крана. Описан программный комплекс для автоматизированного моделирования стреловых грузоподъемных кранов.
Монография может быть полезна студентам вузов, аспирантам, инженерам, научным работникам, чья деятельность связана с проектированием и исследованием стреловых грузоподъемных кранов.
Изложены сведения о моделировании пространственных движений твердотельных машин и механизмов, такие как строительные автомобильные краны, одноковшовые экскаваторы, строительные манипуляторы и др., на стадии инженерного проектирования. Приведены описания основных элементов библиотеки SimMechanics. Подробно описаны принципы формирования моделей пространственных механизмов и машин в среде SimMechanics. Показана возможность визуализации движений пространственных механизмов и машин с использованием встроенных средств SimMechanics, а также с помощью пакета Virtual Reality Toolbox.
Учебное пособие может быть полезно студентам механических специальностей и специальности «Автоматизация технологических процессов и производств» при курсовом и диплом проектировании, а также аспирантам при подготовке диссертаций.