Том 30, № 2 (2024)

Предпринята попытка разработки методологии интегрированного проектирования работоспособных (гибких) технологических процессов, аппаратов и систем (био- и химико-технологических) и формализации возможных подходов к решению задач оптимизации конструктивных параметров и режимных переменных (оптимальных заданий регуляторам системы автоматического управления) на отдельных стадиях многоэтапной итерационной процедуры решения задачи интегрированного проектирования технологических систем в условиях неопределенности. Постановки одно- и двухэтапных задач оптимизации при интегрированном проектировании учитывают наличие интервальной неопределенности факторов, что при условии их решения позволяет надеяться на достижение безопасного и оптимального (в смысле минимума приведенных затрат, себестоимости выпускаемой продукции и других показателей эффективности производства) функционирования технологических процессов, аппаратов и систем независимо от наличия неопределенных факторов в исходной информации.

Рассмотрена задача моделирования эвакуации с производственных объектов. Даны описания современных алгоритмов и моделей эвакуации, распространения огня и дыма. В среде программирования Delphi разработано программное приложение, предназначенное для моделирования эвакуации сотрудников в случае возникновения чрезвычайной ситуации с учетом распространения пламени и дыма, реализующее индивидуально-поточную модель. Представлена апробация программного приложения для различных случаев эвакуации.

Рассмотрены подходы к управлению технической системой выходного контроля качества выпускаемой продукции с использованием методов искусственного интеллекта. Одна из составных частей система выходного контроля качества – система технического зрения, позволяющая проводить визуальный осмотр выпускаемых изделий. Точность работы такой системы зависит от качества получаемых изображений, основным показателем которого является четкость. Рассмотрены особенности управления технической системой выходного контроля качества, определена основная цель управления – получение изображения заданной четкости. Управление положением камеры и внешними параметрами (освещенностью, скоростью движения конвейерной ленты и др.) осуществляется нейронной сетью. Показаны основные этапы ее обучения и приведена оценка эффективности ее использования. Предложенное решение позволяет проводить выходной контроль качества выпускаемой продукции с высокой точностью без использования ручной настройки или доводки исполнительного оборудования и может быть использовано в различных предметных областях.

Проведен анализ проблемы подбора параметров при построении цифрового двойника процесса взаимодействия молекулярных систем. Цифровой двойник процесса взаимодействия молекулярных систем позволяет проводить компьютерное моделирование, в результате которого может быть получена сложная молекулярная система. Предложена новая методика анализа и обработки информации квантово-химических расчетов. Рассмотрены особенности, которые используются в процессе моделирования синтеза сложной молекулярной системы. Обоснована необходимость автоматизации процесса подбора параметров моделирования молекулярных взаимодействий. Дано описание продукционных правил и параметров процесса моделирования взаимодействия между двумя молекулярными системами, составленных на основе предыдущих экспериментов. Представлена схема базы знаний на основе продукционных правил для автоматизированной и информационной поддержки принятия решений при подборе геометрических параметров при взаимодействии молекулярных систем. Использование новой методики и формализованного описания знаний увеличило скорость подбора параметров при построении цифрового двойника процесса взаимодействия молекулярных систем и позволило значительно снизить время, затрачиваемое на моделирование.

Для повышения точностных характеристик информационно-измерительных и управляющих систем (ИИУС) с применением третичной обработки информации, выполняющих задачи диспетчерского сопровождения маневрирующих воздушных судов (ВС) в районе аэродрома, а также для повышения пропускной способности системы при сохранении заданного уровня безопасности предложена структура ИИУС с использованием метода весовой третичной обработки информации с апостериорными весовыми коэффициентами, учитывающим изменения невязки дальности до ВС на каждом шаге. Предложенная структура отличается наличием измерителей невязки дальности в калмановском фильтре наземных радиолокационных станций (РЛС), вычислителем весовых коэффициентов диспетчерского пункта, в котором проводится определение весовых коэффициентов на каждом шаге с учетом значений невязки дальности, полученных от вычислителей каждой из РЛС.

Разработана методика проведения экспериментальных исследований процесса смешивания сыпучих материалов в аппарате непрерывного действия с дополнительными рабочими элементами. В соответствии с данной методикой проведены исследования влияния конструктивных параметров на качество получаемой смеси. Получены кривые смешивания, которые могут быть использованы при проектировании новых аппаратов. Проведено сравнение экспериментальных зависимостей с результатами численного моделирования.

Исследован процесс смешивания частиц сыпучих материалов в каскадном гравитационном смесителе. Прогнозирование поведения частиц в смесителе выполнено с использованием метода дискретных элементов. Проведено компьютерное моделирование взаимодействия частиц смешиваемых компонентов в смесителе. С помощью программы Altair EDEM получены графические зависимости основных характеристик взаимодействия частиц смешиваемых материалов.

Рассмотрена возможность применения электромембранного разделения при очистке технологических растворов от синтетических поверхностно-активных веществ. В целях изучения влияния параметров проведения процесса разделения на основные кинетические характеристики проведены экспериментальные исследования удельной производительности и коэффициента задержания мембран МФФК-2Г, ММК 0,45 и МФФК-0 при очистке технологических вод от тринатрийфосфата и триполифосфата натрия. Предложены к использованию критериальные зависимости расчета массопереноса при электромембранной очистке технологических растворов от синтетических поверхностно-активных веществ. Разработано математическое описание кинетики массопереноса при электромембранной очистке, используемое в методике расчета электромембранного аппарата для удаления синтетических поверхностно-активных веществ из технологических растворов. Предложено технологическое оформление процесса электромембранной очистки технологических растворов от синтетических поверхностно-активных веществ.

Проведено теоретическое исследование деформации упругого стержня, движущегося под действием внезапно приложенной продольной силы. Получена явная функция зависимости абсолютной деформации стержня от времени Dl(t), не содержащая тригонометрических рядов; выявлен характер его деформации в процессе движения. Дана практическая рекомендация, основанная на результатах работы.