ivdon3@bk.ru
В данной статье представлен обзор существующих конструкционных решений внутритрубных роботов, предназначенных для инспекционных работ. Основное внимание уделено анализу различных механизмов движения и типов шасси, используемых в таких роботах, а также выявлению их преимуществ и недостатков применительно к задаче сканирования продольного сварного шва. Рассмотрены такие типы роботов, как гусеничные, колесные, винтовые и те, которые движутся под действием давления внутри трубы. Особое внимание уделяется проблеме обеспечения стабильного и точного перемещения робота вдоль сварного шва, минимизации боковых смещений и выбору оптимальной системы позиционирования. На основании проведенного анализа предлагаются рекомендации по выбору наиболее подходящего типа движения и шасси для выполнения задачи построения 3D-модели сварного шва с использованием лазерного триангуляционного датчика (далее ЛТД).
Ключевые слова: внутритрубные роботы, инспекционные роботы, 3D сканирование, сварные швы, конструкционные решения, типы движения, шасси, гусеничные роботы, колесные роботы, винтовые роботы, продольные сварные швы, лазерный триангуляционный датчик
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В ходе подбора вариантов технологии, в соответствии с которыми будет осуществляться аддитивное производство, важно руководствоваться перечнем основных требований к изготавливаемым деталям, особенностями порошкового материала, а также диапазоном технических характеристик оборудования. Чтобы выработать наиболее эффективное решение, потребуется опытно-технологическая отработка технологии, чтобы определить предпочтительные технологические режимы, обеспечивающие требуемое качество, себестоимость и продолжительность изготовления. Соответственно, для подобных производств актуальна разработка модели, описывающей стадии аддитивного изготовления. В связи с этим, настоящая работа посвящена рассмотрению вопросов оптимизации, планирования и управления технологией аддитивного производства на основе множества критериев выбора наиболее эффективной технологии, предполагающей оптимальную загрузку производственных установок. В предложенной модели введены показатели, характеризующие адаптацию и позволяющие аргументировать практическую выгоду применения технологий 3D-печати. Сравнение технологических маршрутов по этим показателям позволяет выбрать конкретный маршрут изготовления. Выбрав вариант изготовления, можно рассчитать наиболее эффективное размещение изделий на платформах, а также выработать подходящую очередность выполнения основных производственных операций, чтобы свести к минимуму издержки и временные затраты. Было установлено, что использование предложенной модели позволяет сократить время изготовления партии изделий примерно на 2,5%. Таким образом, предложенная модель может быть полезная на аддитивных производствах для снижения простоев установок и ускорения выпуска продукции.
Ключевые слова: организация производства, оценка продуктивности, перенастройка оборудования, загрузка станков, автоматизация, многономенклатурное производство
Буровзрывной метод на сегодня является наиболее широко используемым для добычи горных пород. Показателем качественно проведенных буровзрывных работ являются равномерный гранулометрический состав взорванной горной массы – процент кусков руды негабаритного размера при этом должен быть минимальным. Процент негабарита и его увеличение оказывают существенное влияние на технические процессы транспортировки горной массы, приводя к увеличению затрат на погрузочно-транспортные операции и вторичное дробление негабаритных рудных масс. В работе описаны результаты исследования методов определения гранулометрического состава произведенных буровзрывных работ с применением нейронных сетей сегментации Unet и FPN. Для анализа используются снимки, выполненные с БПЛА. Так же разработан метод классификации горной руды по крупности, обеспечивающий точность доли верных ответов более 0,91.
Ключевые слова: гранулометрический состав, Unet, FPN, классификация, сегментация
2.2.4 - Приборы и методы измерения , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В этой работе была исследована разработанная система детектирования участков с дефектами развития посевов кукурузы по фотографии, выполненной беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) с применением компьютерного зрения. Для решения задачи обнаружения таких участков были рассмотрены структуры нейронных сетей семейства YOLOv5 и YOLOv8. Применение разработанного программного обеспечения позволит сократить трудовые и временные затраты на анализ изображений, что в свою очередь позволит уменьшить время реагирования при обнаружении проблемных зон на сельскохозяйственных полях для достижения большей урожайности.
Ключевые слова: сегментация экземпляров, YOLOv5, YOLOv8
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье описываются результаты исследования возможности детектирования растений подсолнечника по фотографиям произведенным БПЛА. Решение данной проблемы позволит обеспечить автоматизированный контроль за важным сельскохозяйственным параметром – густотой всходов. Задача усложняется ограниченно малым объемом обучающей выборки и «возмущениями», связанными с засоренностью поля. В результате получено, что нейронная сеть YOLOv5m способна на выборке из 122 картинок качественно детектировать растения с ошибкой обучения 0.077%. Искусственное увеличение выборки до 363 фотографий снижает ошибку обучения до 0.063%. Возмущения снижают эффективность детектирования растений подсолнечника на тестовых изображениях. Повысить эффективность детектирования можно как за счет добавления оригинальных изображений в обучающую выборку, так и за счет ее искусственного увеличения.
Ключевые слова: детектирование, YOLOv5, подсолнечник, густота всходов, нейронная сеть
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Рассмотрены способы инъекционного закрепления грунтов основания под фундаментами объектов культурного наследия. На конкретных примерах показаны особенности закрепления грунтов методами цементации и силикатизации. Приведены технологические особенности закрепления грунта, учитывающие материал фундаментов и техническое состояние объектов культурного наследия
Ключевые слова: цементация, силикатизация, инъектор, грунт, закрепление, фундамент, объект культурного наследия, осадка, просадка, деформация
В данной статье для решения задачи оптимального размещения информационных ресурсов по узлам распределённой информационной системы по критерию минимума среднего времени реакции системы на запросы пользователей предложен оригинальный эвристический алгоритм, использующий представление о базах данных, как о точках многомерного пространства, а об узлах, в которых эти базы размещаются как о кластерах.Представлены результаты численных экспериментов в зависимости от используемой архитектуры распределённой системы и от способа обеспечения целостности данных.Численные эксперименты показали домтаточно высокую эффективность предложенного алгоритма.
Ключевые слова: распределённая информационная система, распределённая база данных, локальная вычислительная сеть, нелинейная комбинаторная оптимизация, интенсивности формирования запросов, матрица формирования запросов пользователями, матрица распределения отношений по у
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Проведенный в статье общий анализ задачи идентификации закона распределения наблюдаемого случайного процесса (структурно-параметрической идентификации) и сравнительный анализ современных методов идентификации распределений вероятности показал, что в настоящее время для решения данной задачи широкое распространение получил метод нормированного размаха (R/S-анализ). Использование данного метода при выборе параметрической модели закона распределения вероятностей наилучшим образом соответствует результатам экспериментальных наблюдений, а также характеризуется минимальными предположениями об исследуемом процессе и достаточной устойчивостью при анализе временных рядов, описывающих исследуемый процесс. Информационный анализ метода нормированного размаха позволил предложить модифицированную методику идентификации закона распределения случайных процессов, основанную на методе нормированного размаха (R/S-анализа), для которой получены выражения для эластичности и обусловленности.
Ключевые слова: диагностика технических систем, метод нормированного размаха (RS-анализ), способ Хёрста, информационный анализ, обусловленность задачи, эластичность задачи
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассмотрены проблемы построения фрактальной модели магнитоплазменного электродинамического ускорителя. Моделирование такой сложной системы определяется как процесс вычисления обобщенного решения уравнения Фоккера–Планка–Колмогорова, описывающих реальные физические процессы в эредитарных (hereditarity) системах. Полученная марковская модель, определяющая переходы системы на мультифрактальных множествах ее состояний вдоль траектории разгона в магнитоплазменном электродинамическом ускорителе, согласно проведенным в работе исследованиям, определяется фрактальной размерностью и математическим аппаратом обобщенных дробных производных Римана-Лиувилля. Исследованы решения данного уравнения, получаемые после обобщения на дробные производные Римана–Лиувилля. Переход к производной дробного порядка по времени позволяет учитывать временные и пространственные эффекты памяти системы, процессы в которой классифицируются как процессы с «остаточной» памятью, часть которых сохраняется, а другая часть соответствует необратимым потерям.
Ключевые слова: магнитоплазменный электродинамический ускоритель (ЭДУ), эредитарная (hereditarity) модель системы, уравнение Фоккера–Планка–Колмогорова, дробные производные Римана–Лиувилля
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье, исходя из содержательных аксиом рандомизированного алгоритма, рассмотрена возможность использования при синтезе корректных алгоритмов решения задачи вероятностной скрытой марковской модели. Применение данной модели позволяет формировать алгоритм с возможностью управления его гибкостью в соответствии с содержательной ситуацией для обеспечения структурной и функциональной устойчивости программы, реализующей данный алгоритм. Установлено, что рандомизация алгоритма, повышая его гибкость и эффективность, не улучшает его риск по сравнению с соответствующим детерминированным алгоритмом. Синтез алгоритма на базе скрытой марковской модели сводится к тому, что по имеющимся наблюдаемым данным определяют скрытые параметры наиболее вероятной последовательности состояний, определяющий синтезируемый алгоритм. На первом этапе стратегии с помощью алгоритма "вперед-назад" оценивается насколько хорошо модель согласована с входными данными синтезируемого алгоритма. На втором этапе по заданной скрытой марковской модели с пространством скрытых состояний, начальными вероятностями нахождения в состоянии i и вероятностями перехода из состояния i в состояние j, по наблюдаемым состояниям, используя алгоритм Витерби, ищется путь Витерби. На третьем этапе стратегии осуществляется корректировка скрытых марковских моделей путем оптимизации параметров модели с помощью алгоритма Баума–Велша.
Ключевые слова: скрытая марковская модель, алгоритм "вперед-назад", алгоритм Витерби, алгоритм Баума–Велша
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Разработана новая классификация критериев способов установки роликов при шлифовании сферических торцов. Выполнен структурный анализ схем базирования и поиск новых технологических схем и возможных способов реализации на основе морфологического метода с использованием предложенных критериев. Определены основные направления развития сферошлифования торцов роликов.
Ключевые слова: подшипник качения, конический ролики, сферический торец, установочная, направляющая и опорная база, базирование, опорная точка, схема базирования, установка
На основе анализа существующих возрастных и приростных буравов и функционально-технического анализа предложена классификация возрастных и приростных буравов. На основе анализа сформулированы методические принципы обоснования перспективного оборудования для таксации леса, требования, предъявляемые к современным возрастным и приростным буравам, а также перспективные направления совершенствования конструкций.
Ключевые слова: таксация леса, возрастной бурав, резание древесины, классификация, функционально-технический анализ.
Рассматривается проблема эффективного использования смазочных материалов в процессе эксплуатации железнодорожной техники, на основе создания системы сбора отработанных масел и их повторного использования после регенерации. Представлен анализ потребления смазочных материалов и определен возможный потенциальный ресурс – объемы возникающих отработанных масел и объемы регенерированных масел.
Ключевые слова: смазочные материалы, эксплуатация техники, отработанные масла, сбор отработанных масел, регенерация
08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)
Детектор активности речи (VAD) - устройство, анализирующее речевой сигнал и обнаруживающее паузы в речи. В настоящей работе представлен способ обнаружения пауз, который позволяет увеличить вероятность правильного разделения речевого сигнала на интервалы активной речи и паузы.
Правильное разделение на активные участки речи и паузы начинается при ОСШ равном 7-10 дБ. Качество полученного речевого сигнала не отличается от исходного.
Ключевые слова: детектирование активности речи, детектор активности речи, обнаружение пауз, речь, речевые сигналы
01.04.06 - Акустика , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Статья посвящена многомерным интегральным операторам с однородными ядрами и осциллирующими коэффициентами специального вида. Изучаются операторы, представляющие собой сумму слагаемых: канонический интегральный оператор с однородным ядром, оператор с осциллирующим коэффициентом и однородным ядром. Для данных операторов определено понятие символа, в терминах которого получен критерий нетеровности и формула вычисления индекса. Решение поставленной задачи основано на редукции многомерного интегрального уравнения к бесконечной диагональной системе одномерных уравнений.
Ключевые слова: Интегральные операторы с однородными ядрами, интегральные операторы с осциллирующими коэффициентами, критереий нетеровости, многомерные интегральные уравнения
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.18 - Подземное строительство