Научный архив: статьи

Представлен метод сглаживания траектории, полученной с использованием высокочастотных данных о движении мототехники по пересечённой местности, с целью повысить точность и плавность траекторий в условиях присутствия шума. Основное внимание уделено особенностям применению квинтических В-сплайнов, которые обеспечивают высокую степень гладкости при описании траектории и предварительной фильтрации данных. В статье последовательно описаны технические и математические сложности, возникающие при реализации алгоритма на реальных данных, а также предложены методы их преодоления. Один из таких методов — фильтрация выбросов для устранения резких отклонений исходной траектории с использованием цифрового фильтра Баттерворта. Рассмотрены и протестированы различные подходы для работы с большим количеством точек траектории, включая разбиение данных на отдельные перекрывающиеся окна с их последовательной сшивкой, что значительно улучшает производительность алгоритма. Для оптимизации вычислений также предложено использовать разреженные матрицы, эффективно работающие с большим объемом данных и занимающих существенно меньший объем памяти компьютера по сравнению с традиционными. Эффективность предложенного подхода подтверждена на примерах, где визуализированы сглаженные траектории, полученные из зашумленных данных.

В статье рассматривается применение искусственного интеллекта (ИИ) для оптимизации распределения ресурсов и нагрузки в цепях поставок. В работе проведен анализ существующих методов, сфокусированных на задачах оптимизации, основной акцент сделан на алгоритмах искусственного интеллекта. Были описаны и проанализированы генетические алгоритмы, муравьиные алгоритмы и алгоритмы имитации отжига. Результаты анализа показали, что генетические алгоритмы обладают способностью находить глобальные оптимальные решения, однако их использование требует больших вычислительных ресурсов и времени. Муравьиные алгоритмы, в свою очередь, эффективно решают задачу нахождения локальных оптимумов, при этом обладая низкой вычислительной сложностью. Алгоритмы имитации отжига позволяют быстро находить решения, однако они сопровождаются вероятностью попадания в локальные минимумы. Данная статья показывает, насколько применение алгоритмов искусственного интеллекта позволяет улучшить решение задач оптимизации в цепях поставок.

Статья посвящена использованию 3D сканеров в современных производственных и инженерных процессах. Рассматриваются преимущества сканеров, такие как высокая точность, скорость и снижение затрат на проектирование. Подробно описаны этапы разработки методики сканирования: выбор оборудования, подготовка объекта, процесс сканирования и обработка данных. Особое внимание уделено сканеру Scanform L5, который отличается мобильностью и точностью, обеспечивая качественное сканирование в различных условиях.

На данный момент актуальность вопросов управления беспилотными летательными аппаратами сложно переоценить – от них зависит не только промышленное и технологическое развитие страны, но и ее безопасность. Обзор литературных источников по данной тематике направлен на рассмотрение современных подходов к разработке алгоритмов управления беспилотными летательными аппаратами и обусловлен необходимостью систематизации наработок в данной области. В контексте данной проблемы затронута история развития беспилотными летательными аппаратами, выделены наиболее значительные ее моменты. Кратко рассмотрены возможности применения в различных отраслях промышленности. Данные литературных источников показывают, что за последнее время произошло смещение интересов от теоретического программирования до вопросов их практического применения в военных целях. Мы ограничились анализом литературных данных за последние 20 лет, в которых освещены вопросы разработки алгоритмов адаптивных систем управления, затронули теоретически вопросы и некоторые аспекты применения нечеткой логики искусственного интеллекта при разработке алгоритмов управления беспилотными летательными аппаратами в условиях неопределенности. Сделаны выводы, что нечеткая логика существенно превосходит по улучшению управления аппаратами, а в сочетании с самообучаемыми нейросетями широко применяется для управления беспилотными летательными аппаратами, в том числе для управления группой объектов. Преодоление всех существующих проблем данных подходов находится в стадии разработки: появляются новые пути решения, математические модели и алгоритмы работы. Современные адаптивные системы управления значительно повышают точность и надежность управления летательными аппаратами в динамически изменяющихся условиях полета. Интеграция машинного обучения и нечеткой логики в системы управления позволяет оптимизировать реакцию летательного аппарата на неопределенные внешние воздействия (изменение погодных условий, технические неисправности, изменения аэродинамических характеристик, воздействие враждебных средств противодействия). Для экспериментального подтверждения различных гипотез широко применяют методы компьютерного моделирования, например, для имитации различных условий полета, проверки адаптивности системы управления. При этом используют математические методы анализа.

В статье рассмотрены возможности включения вопросов финансовой грамотности на уроках математики в современной школе. Необходимость разработки блоков задач с определенной тематикой появилась в результате подготовки детей к сдаче выпускных экзаменов в 11 классе. Простыми понятиями и определениями рассказано учащимся о методах решения тех или иных заданий, чтобы ученик любого уровня подготовки имел возможность решить эти задачи и тем самым быть успешным на экзамене. Финансовые задачи ЕГЭ разбиты на несколько блоков: задачи на вклады, задачи на кредиты, задачи на равномерное погашение кредитов, сложные задачи на проценты, задачи на производительность и оптимизацию и задачи на функцию прибыли. Каждый блок рассмотрен отдельно, в нем есть образцы решенных задач и также задачи для самостоятельного решения.

На сегодняшний день существует достаточное количество научных подходов к выстраиванию и оптимизации планов выполнения заказов (как с точки зрения организации производства, так и планирования снабжения), однако они практически не учитывают ситуацию с дефицитом оборотных средств для финансирования заказов в соответствии с текущим реестром на оплату и, следовательно, не обеспечивают актуальности планов. Необходима разработка научного подхода, учитывающего колебания оборотной наличности при планировании выполнения портфеля заказов. В статье предлагается научный подход к повышению оборачиваемости капитала крупного машиностроительного предприятия в условиях дефицита денежных средств, основанный на выстраивании плана выполнения портфеля заказов на основе принципа приоритезации. В качестве критерия оптимизации предложена стоимость каждого заказа, а также срочность расчетов за него, таким образом, оборачиваемость денежных средств повышается за счет оптимального распределения имеющихся ограниченных финансовых ресурсов. В основу алгоритма повышения оборачиваемости положен системный подход, рассматривающий предприятие как совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, структурированных в блоки: снабжение, финансы, производство, доставка на объект заказчика. Проанализированы отечественные и мировые разработки по указанной и смежным тематикам (как теоретико-методические разработки, так и специализированное программное обеспечение), выявлено отсутствие проработки данного вопроса в исследованном научном материале. Взаимосвязанная оптимизация показателей указанных блоков предлагается в качестве основополагающего фактора, обеспечивающего выполнение заказов точно в срок и, как следствие, повышение оборачиваемости и притока денежных средств на предприятие. В работе предложена авторская разработка - параметрическая нотация моделирования бизнес-процессов, с помощью которой определены показатели эффективности функционирования вышеуказанных блоков и выведены формулы, описывающие их взаимосвязь. Результатом работы являются предложенная автором параметрическая нотация моделирования бизнес-процессов, с помощью которой можно формировать взаимосвязанную систему показателей оценки их эффективности; система взаимосвязанных показателей для планирования и оценки деятельности машиностроительного предприятия, полученная с помощью параметрической нотации.

Автономная навигация беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) является одной из ключевых задач в современной аэрокосмической индустрии. В особенности для малоразмерных БПЛА задача автономной навигации становится еще более сложной из-за ограничений по вычислительным ресурсам и возможностям сенсорных систем. Оптимизация методов навигации для таких условий является актуальной проблемой, требующей решений, которые могут обеспечить высокую производительность при минимальных затратах ресурсов.

Основной целью служит повышение эффективности автономной навигации малоразмерных БПЛА за счет использования корреляционных методов для сравнения изображений. Достижение этой цели связано с разработкой и оценкой алгоритмов, которые позволяют обеспечить высокую скорость и точность навигации при ограниченных вычислительных ресурсах. В работе использованы методы автокорреляционной функции, корреляции Пирсона, метод на основе индекса структурного сходства изображений и простой нейронной сети для задачи сравнения изображений.

Решение. Исследование показало, что подход на основе автокорреляции демонстрирует наилучшую производительность в условиях слабых вычислительных ресурсов. Он обеспечивает высокую скорость обработки полного изображения и показывает оптимальные результаты по точности обнаружения. В сравнении с другими представленными в работе методами, автокорреляционный подход способен работать не только с зашумлением «эталонной» карты, но и использовать в качестве обнаруженной области и альтернативные области с измененными паттернами. Научная новизна работы определяется в проведении систематического сравнения различных методов применительно к задаче сравнения изображений для малоразмерных БПЛА с ограниченными вычислительными ресурсами. В отличие от известных работ в области построения корреляционно-экстремальных систем, данное исследование ориентировано на использование «эталонной карты» и искомой области, представляющих собой два разных изображения одного и того же участка местности, взятых из различных источников. Это ключевое различие, так как большинство методов не обладает высокой эффективностью обработки таких изображений, на которых паттерны могут значительно варьироваться.

Практическая значимость разработанного алгоритма состоит в том, что предложенный метод на основе автокорреляции может использоваться разработчиками систем управления автономных малоразмерных БПЛА для снижения вычислительной нагрузки и повышения скорости обработки данных.

Актуальность. В последние десятилетия метаэвристические методы оптимизации стали популярными для решения сложных задач, требующих поиска глобальных экстремумов. Алгоритмы, такие как генетический алгоритм (GA), оптимизация колоний муравьев (ACO), оптимизация роя частиц (PSO), а также более современные подходы, как алгоритм кошачьей стаи (CSO) и оптимизация стаи серых волков (GWO), демонстрируют высокую эффективность, но их применение зачастую ограничивается условиями непрерывности и дифференцируемости целевых функций. Это представляет собой вызов при решении задач с дискретными данными, где такие требования не соблюдаются. В данном контексте особую актуальность приобретает поиск методов, позволяющих адаптировать метаэвристические алгоритмы для работы с дискретными функциями.

Цель исследования направлена на проверку гипотезы о возможности использования нейронной сети, обученной на ограниченном наборе дискретных данных, в качестве аппроксимации функции, достаточной для корректного выполнения алгоритма GWO при поиске глобального минимума.

Методы. Исследование основано на анализе существующих подходов и экспериментальной проверке гипотезы на двух тестовых функциях: линейной функции и функции Бута, которые широко применяются в качестве стандартов для оценки производительности алгоритмов оптимизации. Для получения результатов проведены численные эксперименты с использованием нейронных сетей в качестве аппроксимирующей модели.

Решение. В ходе экспериментов проведен анализ применимости нейронных сетей для аппроксимации дискретных функций, показавший успешность данного подхода. Было установлено, что нейронные сети могут с высокой точностью аппроксимировать дискретные функции, создавая условия для успешного поиска глобального минимума с использованием алгоритма GWO.

Новизна. Впервые предложена и проверена гипотеза о применении нейронных сетей для аппроксимации целевых функций в задачах метаэвристической оптимизации на дискретных данных. Это направление ранее не получило должного освещения в научной литературе, что придает ценность полученным результатам и подтверждает эффективность предложенного подхода.

Значимость. Результаты исследования открывают новые перспективы для применения алгоритмов, таких как GWO, в задачах оптимизации, основанных на дискретных данных, расширяя возможности метаэвристических методов и способствуя их внедрению в более широкий класс прикладных задач, включая задачи, где применение других методов ограничено.

В статье приведены особенности плазменной резки металлов, которая является одним из способов раскроя листового материала в заготовительном производстве. Предлагаются способы повышения качества процесса резки, направленные на минимизацию отклонения кромок реза от перпендикулярности, с помощью которых возможно достичь оптимизации технологических параметров.

В статье речь идет о применении математических моделей и методов в спортивной деятельности баскетбольных тренеров и игроков. Цель работы - исследование взаимосвязей между двумя самостоятельными сферами научного познания: математикой и наукой о спорте на примере поиска оптимального математического решения в достижении результата игры в баскетбол. Актуальность исследования обусловлена современным уровнем развития спортивных достижений, что, в свою очередь, определяет необходимость дифференцированного (в том числе математического) подхода к проблеме повышения результативности игроков и тренеров баскетбольной команды. В результате обоснованы возможности методов математического моделирования и математической статистики к решению следующих спортивных задач: расчет вероятностей успешных бросков, расчет эффективности атак, оптимизация использования игрового пространства. На практическом примере показано применение метода корреляции в определении тесноты взаимосвязи между количеством бросков и количеством очков в баскетболе. По итогам сделан вывод о том, что: применение математического аппарата в спортивной работе тренеров по баскетболу позволяет оптимизировать игровую деятельность спортсменов, повышает качество игры в баскетбол, увеличивает производительности игроков и команды в целом.

Данная статья посвящена важной теме организации закупок в системе 1С, которая является одной из наиболее популярных платформ для автоматизации бизнес-процессов в России. В работе рассматриваются ключевые аспекты, касающиеся автоматизации процессов закупок и управления поставками, что является актуальным для многих организаций, стремящихся повысить свою эффективность и конкурентоспособность на рынке. Основной целью статьи является глубокий анализ возможностей системы 1С для оптимизации процессов закупок. В частности, акцентируется внимание на выявлении как преимуществ, так и недостатков использования данной системы в области управления закупками. Это позволит лучше понять, как 1С может помочь в решении задач, связанных с закупками, и какие аспекты требуют особого внимания. В работе применены методы системного анализа и сравнительного исследования, основанные на практическом опыте внедрения системы 1С в организациях различного профиля. Также проведен детальный обзор существующих модулей и функционала, связанных с закупками, что позволяет получить полное представление о возможностях системы. В результате проведенного исследования были выявлены основные этапы процесса закупок в 1С, включая такие ключевые моменты, как планирование закупок, выбор поставщиков, оформление заказов и приемка товаров. Рассмотрены возможности настройки модуля закупок, управления базой данных поставщиков и формирования отчетности. Кроме того, проанализированы основные проблемы, с которыми сталкиваются пользователи системы, и предложены практические рекомендации по их решению. Статья подчеркивает важность эффективной организации закупок для повышения конкурентоспособности компаний в условиях современного рынка. Система 1С предоставляет мощные инструменты для автоматизации и оптимизации процессов закупок, однако успешное ее использование требует внимательного подхода к настройке и управлению. Перспективы развития системы в данной области открывают новые возможности для улучшения бизнес-процессов и повышения эффективности работы организаций, что делает данное исследование особенно актуальным для специалистов в области закупок и управления.

Цель исследования состоит в модификации методологии межотраслевого баланса с учетом особенностей российских данных путем введения частных функций спроса для продукции отраслей. В статье предлагается итеративный алгоритм достижения текущего экономического и ценового равновесия на статистических данных, заключающийся в подборе параметров функций спроса для каждой отрасли и вычислении равновесных цен до получения сходимости модельных показателей с фактическими данными. Проведены модельные эксперименты на данных Росстата за 2020 г. по двум сценариям: рост спроса на строительство и повышение валютного курса. Стимулирование строительной отрасли приводит к росту производства в смежных отраслях и их переориентации на промежуточный спрос. Увеличение курса доллара критически сказывается на показателях про-изводства автомобилей, текстиля, электротехники, электронного и компьютерного оборудования, фармацевтики, мебели и других, наиболее зависимых от импорта отраслей, вызывая рост цен в них, в то время как отрасли услуг остаются стабильными. Анализ позволил выделить отрасли с различ-ными уровнями эластичности спроса по цене. Наиболее устойчивыми к ценовым шокам оказались услуги: социальные, образования, здравоохранения и государственного управления.