Программные продукты и системы
type: channel
description: ISSN (print): 0236-235X, ISSN (online): 2311-2735 Учредитель: Куприянов В.П. Главный редактор: Савин Геннадий Иванович, академик, д-р физ.-мат. наук, профессор Периодичность / доступ: 4 выпуска в год / открытый Входит в: Белый список (4 уровень), перечень ВАК, РИНЦ
publisher: Research Institute Centerprogamsystem, JSC
language: ru-RU
publication name: Программные продукты и системы
issn: 0236-235X
items: Методы и средства извлечения терминов из текстов для терминологических задач
items: Использование семантического анализа для автоматизированного выявления хайповых технологий
items: Генетический алгоритм размещения требований в задаче планирования производственных процессов потокового типа
items: Гибридный подход к выделению структурированных данных из «Летописи жизни и творчества А.С. Пушкина»
items: Моделирование надежности программных компонентов киберфизических систем
items: Планирование вычислений в системах реального времени: эффективные алгоритмы построения оптимальных расписаний
items: Система верифицируемых спецификаций программных компонентов с поддержкой встраивания и извлечения
items: Имитационное моделирование систем физической защиты в среде АКИМ
items: Авторская метрика оценки близости программ: приложение для поиска уязвимостей с помощью генетической деэволюции
items: Фреймворк для автоматизации прогнозирования остаточного ресурса оборудования при построении проактивных систем поддержки принятия решений
items: Реализация модели нейро-нечеткой сети на основе байесовского логико-вероятностного подхода для решения задач аппроксимации
items: Определение принципов проектирования отечественной платформы обмена научными датасетами
items: Применение специализированных программных комплексов для автоматизации инженерных расчетов оборудования
items: Моделирование температурных полей при аддитивном производстве металлических изделий
items: Оптимизация техпроцессов раскроя деталей с использованием базы данных стоимостных параметров процесса листовой резки
items: Улучшение эргономических показателей наголовной индикации в очках дополненной реальности для применения в гражданской авиации
items: База данных по процессам микробиологической очистки сточных вод и почвы как эффективный инструмент представления данных и знаний

Методы и средства извлечения терминов из текстов для терминологических задач
type: item
description: В статье рассматривается современное состояние области автоматического извлечения терминов из специализированных текстов на естественном языке, включая научно-технические документы. К числу актуальных практических приложений методов и средств извлечения терминов из текстов относятся создание терминологических словарей, тезаурусов и глоссариев предметных областей, а также выявление ключевых слов и построение предметных указателей для узкоспециализированных документов. Представлен обзор подходов к автоматическому распознаванию и извлечению терминологических слов и словосочетаний, охватывающих традиционные статистические методы, а также методы на основе машинного обучения, включая обучение по признакам терминов и с применением современных нейросетевых языковых моделей. Проводится сравнение подходов, в том числе оценки качества распознавания и извлечения терминов, указываются наиболее известные программные средства для автоматизации извлечения терминов в рамках статистического подхода и обучения по признакам. Описываются исследования, проведенные авторами для распознавания терминов на базе нейросетевых языковых моделей применительно к обработке научных текстов по математике и программированию на русском языке. Кратко характеризуется набор данных с терминологической разметкой, созданный для обучения программных моделей распознавания терминов и охватывающий данные семи близких предметных областей. Программные модели разработаны на основе предобученной нейросетевой модели BERT c ее дообучением двумя способами: как бинарного классификатора терминов-кандидатов (предварительно извлеченных из текстов) и как классификатора для последовательной разметки терминологических слов в обрабатываемых текстах. Для разработанных моделей экспериментально определены оценки качества распознавания терминов, проведено сравнение со статистическим методом. Лучшие результаты продемонстрировали модели бинарной классификации, существенно превосходя остальные рассмотренные подходы. Проведенные экспе…
creator: Елена Игоревна Большакова
creator: Владислав Викторович Семак
rights: © Bolshakova E.И., Semak V.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 5
ending page: 16
doi: 10.15827/0236-235X.149.005-016

Использование семантического анализа для автоматизированного выявления хайповых технологий
type: item
description: Предметом проведенного исследования являются завышенные общественные ожидания от новых технологий (хайпов). В статье представлены результаты разработки и апробации методики автоматизированного выявления хайпов среди технологических тематик на основе их текстового следа на примере сферы цифровых технологий. Количество новых технологических разработок в мире постоянно растет, однако реальный потенциал их практического применения может сильно различаться. Важно понимание надежных факторов, позволяющих отличать тренды от хайпов. К числу возможных признаков хайпов отраслевые и технологические эксперты предлагают относить, как правило, отсутствие устойчивой бизнес-модели, несформированный или заведомо ограниченный потребительский рынок, большое количество более эффективных альтернатив. Выявление хайпов в технологической повестке было и остается сложной аналитической задачей. Это обусловлено несогласованностью терминологического аппарата, экспертной природой задачи, недостаточно развитыми методологическими подходами, отсутствием конкретных технических инструментов. Описываемая в статье методика включает извлечение методами обработки естественного языка и компьютерной лингвистики из нескольких десятков миллионов текстовых документов различных типов (научные публикации, патенты, рыночная аналитика) терминов, означающих технологии, расчет объективной меры хайповости каждой технологии, а также построение визуальной карты – наглядного представления ландшафта технологий, позволяющего отделить устойчивые тренды от потенциальных хайпов (тематик с высоким значением показателя хайповости). Хайп-карты в комплексе с другими аналитическими результатами могут использовать лица, принимающие решения, в задачах выявления приоритетных направлений развития, анализа текущих и прогнозирования будущих трендов, риск-менеджмента.
creator: Ирина Владимировна Логинова
creator: Анна Сергеевна Пиекалнитс
creator: Александр Васильевич Соколов
rights: © Loginova I.В., Piekalnits A.С., Sokolov A.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 17
ending page: 26
doi: 10.15827/0236-235X.149.017-026

Генетический алгоритм размещения требований в задаче планирования производственных процессов потокового типа
type: item
description: В статье рассматривается задача планирования производственных процессов потокового типа. В рамках каскадной схемы комплексное решение охватывает этап назначения подготовительных агрегатов и последующий этап формирования детализированных технологических маршрутов для исполнения заданного множества требований точно в срок и с учетом ограничений на допустимые длительности обработки на каждом переделе. Данная схема реализуется в составе проблемно-ориентированного вычислительного комплекса, однако по ряду естественных причин задача может оказаться несовместной уже на этапе назначения подготовительных агрегатов. Один из путей преодоления обозначенных трудностей – разработка и реализация алгоритмов штрафных функций для поиска максимальных совместных подсистем в противоречивых задачах оптимизации. В настоящей работе для этих целей предлагается идеологически другой подход, основанный на рассмотрении предварительного этапа размещения требований таким образом, чтобы последующие этапы решения комплексной задачи были гарантированно разрешимы. Размещение требований формализуется как задача поиска отображения установленного вида, оптимального по эвристическому критерию потенциальной нагрузки на подготовительные агрегаты в рассматриваемом периоде планирования. Для решения этой задачи авторы статьи разработали генетический алгоритм, что обусловило существенное преимущество по быстродействию в сравнении с фундаментальными подходами математического программирования (например, в сравнении с моделями целочисленного линейного программирования). В целях снижения рисков вымирания популяции на каждой итерации генетического алгоритма применяется правило безусловной миграции представителя с наименьшим значением критерия. Такой подход обеспечивает также эффективные показатели сходимости алгоритма по числу итераций без существенного улучшения целевого функционала. Разработанный генетический алгоритм реализуется как автономный модуль вычислительного комплекса для решения задач планирования проце…
creator: Андрей Иванович Кибзун
creator: Варвара Андреевна Рассказова
rights: © Kibzun A.И., Rasskazova V.А., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 27
ending page: 38
doi: 10.15827/0236-235X.149.027-038

Гибридный подход к выделению структурированных данных из «Летописи жизни и творчества А.С. Пушкина»
type: item
description: Статья посвящена решению проблемы создания программной инфраструктуры для систематизации, аннотирования, хранения, поиска и публикации рукописей и иных материалов, представленных в цифровом виде. Исследование построено на материалах, связанных с жизнью и творчеством А.С. Пушкина и составляющих важную часть научно-просветительского ресурса «Пушкин цифровой». Актуальность решаемой проблемы обусловлена необходимостью сохранения авторского наследия русских писателей в условиях цифровой трансформации предметной области филологических, источниковедческих и библиографических исследований их трудов, что является частью национальных проектов Российской Федерации «Образование», «Культура», «Наука и университеты». В данном контексте особую роль играет решение задачи извлечения структурированного текста из растровых изображений страниц томов «Летописи жизни и творчества А.С. Пушкина» для использования в разрабатываемых системах хранения, систематизации, публикации материалов библиотечных, архивных, музейных, фонографических и иных фондов и коллекций и частичной автоматизации филологических, источниковедческих и библиографических исследований. В работе предложен гибридный подход, основанный на использовании априорных данных о структуре элементов верстки страницы, технологиях OCR – распознавание текста на базе библиотеки Tesseract и методах верификации. Особенностью разработанных методов верификации является использование регулярных выражений для извлечения структурированных данных из предварительно распознанного текста и автоматизированного конвейера обработки текстов в сборочной системе GitLab. Приведены результаты применения предложенного гибридного подхода. Показано, что этот подход дает удовлетворительные результаты, обеспечивая минимизацию ручной постобработки полученных данных путем вычитки результатов, размещаемых на научно-просветительском ресурсе. Полученные результаты могут использоваться не только в разрабатываемом ресурсе «Пушкин цифровой», но и в других проектах, в …
creator: Павел Петрович Кокорин
creator: Александр Александрович Котов
creator: Сергей Викторович Кулешов
creator: Александра Алексеевна Зайцева
rights: © Kokorin P.П., Kotov A.А., Kuleshov S.В., Zaytseva A.А., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 39
ending page: 46
doi: 10.15827/0236-235X.149.039-046

Моделирование надежности программных компонентов киберфизических систем
type: item
description: Актуальность данного исследования обусловлена тем, что надежность программных компонентов киберфизических систем является ключевой составляющей их эффективного функционирования. Ее адекватное математическое моделирование имеет существенное значение для прогресса цифровизации экономики. Работа направлена на устранение недостатков известных подходов к моделированию надежности программных компонентов, при реализации которых оценки характеристик надежности формируются на основе эмпирических данных о количестве ошибок, выявленных при тестировании программ. Поэтому результаты тестирования существенно зависят как от его длительности, так и от полноты покрытия области обрабатываемых данных подобластью данных, генерируемых при тестировании, что снижает эффективность оценивания надежности. Предметом исследования стали методы моделирования надежности программных компонентов киберфизических систем, характеризуемой временем запаздывания в цепи обратной связи между компонентами. В работе использованы методы программной инженерии, теории надежности, теории вероятностей и марковских процессов. Основным результатом являются математические модели надежности программных компонентов киберфизических систем, объединяющей полумарковские модели программных компонентов, генерации их сбоев и отказов. Разработанные математические модели основаны на структурно-параметрической полумарковской модели сбоев и отказов программного обеспечения, параметры которой определяются вычислительной сложностью и требованиями, предъявляемыми к программному обеспечению с учетом его функционального назначения. Получены формализованные описания пуассоновских потоков сбоев и отказов программных компонентов киберфизической системы. Практическая значимость работы определяется ее ориентированностью на применение для определения надежности программных компонентов на всех этапах жизненного цикла киберфизических систем, элементы которых взаимодействуют, самонастраиваются и адаптируются к изменениям с помощью стандартных…
creator: Александр Николаевич Привалов
creator: Евгений Васильевич Ларкин
creator: Алексей Валерьевич Богомолов
rights: © Privalov A.Н., Larkin E.В., Bogomolov A.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 47
ending page: 54
doi: 10.15827/0236-235X.149.047-054

Планирование вычислений в системах реального времени: эффективные алгоритмы построения оптимальных расписаний
type: item
description: В статье рассматриваются вопросы, связанные с разработкой одного из основных блоков вычислительной системы реального времени – блока планирования вычислений. Предлагаются алгоритмы построения оптимальных расписаний для различных случаев в зависимости от числа процессоров и характеристик работ и ресурсов вычислительной системы. Для однопроцессорного случая с прерываниями и директивными интервалами усовершенствован алгоритм относительной срочности путем использования кучи для хранения данных. Это способствовало понижению вычислительной сложности алгоритма. Разработан алгоритм для задачи с частичным порядком выполнения работ, основанный на предварительной коррекции моментов готовности и директивных сроков и на сведении исходной задачи к задаче без отношений предшествования. Для многопроцессорного случая с прерываниями и директивными интервалами предложен приближенный алгоритм, основанный на обобщении однопроцессорного алгоритма относительной срочности на случай нескольких процессоров. Проведен сравнительный анализ с точным потоковым алгоритмом. Доказано, что в случае учета временных издержек на прерывания и переключения задача является NP-трудной. Для многопроцессорного случая без прерываний и переключений с общим директивным интервалом для всех работ и идентичными процессорами разработан псевдополиномиальный алгоритм, основанный на ограниченном переборе вариантов. Создан приближенный алгоритм для системы с возобновляемыми и невозобновляемыми ресурсами, а также для комплекса со смешанным набором работ (как непрерываемых, так и допускающих прерывания и переключения). Алгоритм основан на сетевом моделировании и сведении исследуемой задачи к поиску потока с определенными свойствами в специальной сети.
creator: Дмитрий Алексеевич Кононов
creator: Меран Габибуллаевич Фуругян
rights: © Kononov D.А., Furugyan M.Г., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 55
ending page: 64
doi: 10.15827/0236-235X.149.055-064

Система верифицируемых спецификаций программных компонентов с поддержкой встраивания и извлечения
type: item
description: Объектами данного исследования являются спецификация и верификация программных систем и их компонентов. Предмет исследования – унифицированный язык спецификаций, оснащенный соотнесением как с системами случайного тестирования, так и со средствами статической верификации на основе систем типов. Разнообразие языков программирования, систем конфигурирования, развертывания и другие инструменты требуют от разработчиков усилий по их интеграции. Упростить задачу помогает наличие верифицируемых спецификаций компонентов. В работе предложен подход к унифицированному представлению спецификаций, интегрированному с системами как для статической проверки типов, так и для динамического тестирования. Это решение опирается на методы аппликативных вычислительных систем и теории типов и предоставляет понятийный каркас для построения спецификаций, встраиваемых в различные программные среды. Недостаток возможностей статической верификации из-за ограниченности систем типов до некоторой степени устраняется за счет динамического тестирования. Тестирование осуществляется посредством интерпретации спецификаций в определения для систем случайного тестирования на основе свойств. Практическая значимость предлагаемого подхода состоит, в частности, в автоматизации процесса построения типизированных оберток, или фасадов, необходимых для использования компонентов из менее типизированных сред в языках программирования с более выразительными системами типов. Автоматизируются как верификация таких оберток, так и способы их построения за счет определения операций уточнения спецификаций. На практике это позволяет выявлять ошибки в типизации сторонних компонентов на ранних стадиях разработки. В статье приведены примеры спецификаций программ с побочными эффектами. В качестве основы для спецификаций использованы формализации из теории категорий. Проанализированы подходы к транслированию спецификаций в другие представления и к итеративному усовершенствованию спецификаций путем их трансформации.
creator: Павел Александрович Шапкин
rights: © Shapkin P.А., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 65
ending page: 76
doi: 10.15827/0236-235X.149.065-076

Имитационное моделирование систем физической защиты в среде АКИМ
type: item
description: В статье обсуждается методика построения имитационных моделей в отечественном программном комплексе АКИМ. Модели предназначены для решения задачи анализа защищенности существующих и проектируемых систем физической защиты объектов и для формирования оценок их эффективности с помощью статистического эксперимента. Приводится обзор существующих современных подходов к решению аналогичной задачи. Большинство из них применяют марковские цепи для поиска уязвимых путей и графы атак и защит для оценки эффективности системы. В качестве альтернативы предлагается строить имитационную модель без построения графа атак и защит, опираясь только на план системы физической защиты. Модель в среде АКИМ создается из экземпляров базовых классов, моделирующих реальные элементы системы физической защиты, в результате чего возникает план, по которому будут двигаться модели агентов и охранников, имитируя реальные атаки. Подход позволяет подробно описывать функции, реакции и возможности системы на уровне ее элементов и задавать фактические параметры нарушителей и охранников, что обеспечивает точность и полноту анализа без упрощений или исключения важных деталей. На демонстрационных примерах показано, что оценки эффективности моделей защиты систем, полученные с помощью программного комплекса АКИМ, близки к оценкам эффективности моделей систем, построенных с помощью марковских цепей. При этом рассматриваемый метод построения имитационных моделей позволяет преодолевать трудности, связанные с использованием марковских цепей: необходимость использовать экспертные оценки коэффициентов матрицы переходов, матрицы большого размера, сложности модификации модели.
creator: Юрий Борисович Сениченков
creator: Илья Кириллович Шарков
rights: © Senichenkov Y.Б., Sharkov I.К., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 77
ending page: 88
doi: 10.15827/0236-235X.149.077-088

Авторская метрика оценки близости программ: приложение для поиска уязвимостей с помощью генетической деэволюции
type: item
description: Актуальность темы статьи обусловлена наличием в сфере информационной безопасности задач, требующих сравнения программ в их различных представлениях, таких, как текстовый ассемблерный код (например, для поиска уязвимостей или подтверждения авторства). В работе представлена метрика близости двух текстов в виде списка строк из символов, являющаяся развитием ее предыдущей версии. Основным результатом текущего исследования (как части главного, направленного на генетическую деэволюцию программ) являются сама метрика, а также ее характеристики и особенности, выявленные с помощью проведенных экспериментов. Метрика представлена в аналитическом виде, программно реализована на языке Python, принимает на вход два списка символьных строк для сравнения и коэффициенты учета позиции ее элементов от начала списка и последовательности символов. Результатом ее вычисления является числовое значение в диапазоне от 0 до 1. Новизна метрики заключается в достаточно точной и чувствительной оценке близости двух текстов независимо от форматов представления данных; текущая версия метрики отличается от предыдущей учетом указанных коэффициентов. Теоретическая значимость заключается в развитии способов сравнения произвольных текстов, представляющих собой список символьных строк, содержащих информацию, последовательно излагаемую согласно определенной логике (что требует учета позиции). Помимо общего назначения сравнительных инструментов такого рода, практическая значимость метрики состоит в возможности определения близости двух программ, имеющих бинарное представление машинного кода, предварительно преобразованное в текстовое представление ассемблерного кода.
creator: Михаил Викторович Буйневич
creator: Константин Евгеньевич Израилов
rights: © Buynevich M.В., Izrailov K.Е., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 89
ending page: 99
doi: 10.15827/0236-235X.149.089-099

Фреймворк для автоматизации прогнозирования остаточного ресурса оборудования при построении проактивных систем поддержки принятия решений
type: item
description: В статье описан фреймворк, разработанный для автоматизации исследований в области проектирования проактивных систем поддержки принятия решений. В частности, исследуется задача анализа и прогнозирования временных рядов с целью создания инструментов автоматизации прогнозирования различных процессов в системах управления активами, в том числе технического обслуживания и ремонта. Определена роль процессов автоматизации в управлении активами в этих системах. В работе выделены основные факторы, влияющие на выбор программы для реализации системы предиктивной аналитики. Предложен алгоритм решения задачи прогнозирования оставшегося срока службы на основе анализа данных о производственных активах с использованием компонентов искусственного интеллекта. Предлагаемое программное решение, основанное на CRISP-DM, не является отдельным программным продуктом и может быть встроено в существующее программное обеспечение, поддерживая возможность модификации методов. Фреймворк выполняет следующие функции: загрузка и предобработка данных, построение моделей прогнозирования, прогнозирование временных рядов, оценка прогноза. Разработанный фреймворк обладает гибкой модульной архитектурой для добавления новых методов анализа и прогнозирования. Возможность на основе имеющихся базовых классов переопределить и реализовать собственные источники данных, стадии предобработки, модели прогнозирования и метрики расширяет вариативность и повышает эффективность его функционирования. В статье приведен пример использования фреймворка для решения задачи анализа временных рядов и определения оставшегося срока службы оборудования, демонстрирующий эффективность разработанного продукта в области исследования данных и искусственного интеллекта.
creator: Константин Сергеевич Задиран
creator: Дарья Александровна Волкова
creator: Максим Владимирович Щербаков
rights: © Zadiran K.С., Volkova D.А., Shcherbakov M.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 100
ending page: 107
doi: 10.15827/0236-235X.149.100-107

Реализация модели нейро-нечеткой сети на основе байесовского логико-вероятностного подхода для решения задач аппроксимации
type: item
description: В статье описывается реализация как специализированного программного инструмента модели нейро-нечеткой сети (ННС), основанной на байесовской логико-вероятностной модели нечеткого вывода. Помимо собственно модели ННС, в нем реализованы адаптированные алгоритмы построения (алгоритм сеточного разбиения для генерации нечетких правил) и обучения (алгоритм обратного распространения ошибки и гибридный алгоритм) ННС, известные по использованию для сети ANFIS из пакета MATLAB. Программный инструмент разработан на языке Java, предназначен как для решения практических задач, так и для исследования эффективности и возможностей применения ННС на основе байесовской логико-вероятностной модели нечеткого вывода. Обсуждается опыт построения и обучения ННС предложенного типа с использованием разработанного авторами инструментария. Рассматриваются примеры создания и обучения ННС, ориентированных на решение конкретных задач аппроксимации функций нескольких переменных на основе реальных открытых и синтетических наборов данных. Сравниваются результаты, полученные с помощью разработанного инструмента и инструмента ANFIS из пакета MATLAB. Подтверждается способность предложенной модели ННС служить универсальным аппроксиматором сложных функциональных зависимостей, что позволяет судить об ее эффективности и возможностях применения в разных областях. Включение в программу различных метрик оценки качества аппроксимации позволяет комплексно оценивать качество обучения сети, ее точность, стабильность и адаптивность к новым данным. Ограничение доступа российских потребителей к коммерческому программному обеспечению зарубежных производителей повышает практическую значимость созданного на основе оригинальной модели ННС программного инструмента и делает разработку актуальной и полезной для широкого круга пользователей.
creator: Георгий Алексеевич Хамчичев
creator: Гульнара Исмановна Кожомбердиева
rights: © Khamchichev G.А., Kozhomberdieva G.И., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 108
ending page: 121
doi: 10.15827/0236-235X.149.108-121

Определение принципов проектирования отечественной платформы обмена научными датасетами
type: item
description: В работе рассматриваются предпосылки и предложения по созданию отечественной платформы обмена научными датасетами в контексте глобальных тенденций, связанных с развитием открытой науки и распространением FAIR-принципов. На основе анализа зарубежных инициатив (EUDAT, EOSC, DataONE, Dryad, Zenodo) выявляются ключевые проблемы, затрудняющие эффективное использование, сохранение и повторное применение научных данных. К таким проблемам относятся отсутствие единых регламентов для описания датасетов, разрозненность инфраструктурных решений, недостаточная межплатформенная совместимость, а также сложность обеспечения воспроизводимости исследований. Особое внимание уделяется роли профессионального сообщества, важности формирования среды для обмена опытом, проведения междисциплинарных проектов и совершенствования навыков работы с большими массивами данных. При этом подчеркивается необходимость систематизации работы с научными данными и унификации требований к их сбору, хранению, обработке и представлению, что позволит повысить прозрачность исследовательских процессов. В статье обоснована целесообразность внедрения механизмов распределенного хранения, федеративной аутентификации и высокопроизводительных вычислительных ресурсов, способных удовлетворять потребности отечественного научного сообщества. Выдвигаются предложения по проектированию единой платформы обмена научными датасетами – от разработки методологических регламентов и стандартов взаимодействия с внешними системами до принципов интеграции инструментов аналитики и обеспечения надежной защиты данных.
creator: Кирилл Валерьевич Гарев
rights: © Garev K.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 122
ending page: 133
doi: 10.15827/0236-235X.149.122-133

Применение специализированных программных комплексов для автоматизации инженерных расчетов оборудования
type: item
description: В данной статье описана разработка подхода, при котором инженерные методики расчета оборудования оформляются в виде отдельных программ, связанных с моделирующими САПР, а результаты являются исходными данными для CAD-системы. Объект исследования – отстаивание толуола от водометанольной смеси, а его предмет – нестандартное технологическое оборудование процесса отстаивания (отстойник). Технологические расчеты для составления материального и энергетического балансов проведены в среде универсальной моделирующей программы, геометрические размеры нестандартного оборудования определены при помощи разработанной программы, а трехмерная модель оборудования сформирована в графической CAD-системе. Указанный подход реализован в виде программы на языке VBA, которая связана с моделью процесса отстаивания. Выбор VBA объясняется тем, что он является базовым для программы и используется при разработке программ для автоматизации вычислений в указанном комплексе. Поскольку в БД программы отсутствует модуль расчета отстойника, данный модуль разработан при использовании инструмента Import User Model. Надстройкой Case Study проведен параметрический анализ и определено предельное содержание метанола в исходной смеси (до 0.3 массовой доли), при котором плотность водометанольной смеси больше плотности толуольной фазы. Расчет основных размеров оборудования проводился по инженерной методике, которая оформлена в виде отдельной программы, связанной с моделью в моделирующей САПР. Трехмерная модель корпуса аппарата разработана в графической САПР при использовании переменных и является основой сборки отстойника, дополненной стандартными элементами, выбранными из БД программы. В результате разработана программа по определению размеров отстойника, связывающая моделирующую и графическую САПР, что позволяет автоматизировать инженерные методики расчета энергоэффективного оборудования.
creator: Эдуард Владиславович Осипов
creator: Андрей Александрович Хоменко
creator: Лилия Эдуардовна Осипова
rights: © Osipov E.В., Khomenko A.А., Osipova L.Э., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 134
ending page: 142
doi: 10.15827/0236-235X.149.134-142

Моделирование температурных полей при аддитивном производстве металлических изделий
type: item
description: В статье обоснована необходимость исследования характера распределения температуры при аддитивном производстве металлических изделий. Рассмотрены особенности моделирования температурного поля, возникающего в процессе послойной электродуговой наплавки металлических деталей плоской геометрической формы с учетом несимметричного конвективно-радиационного теплообмена поверхности с окружающей средой. Подробно описана методика расчета температурного поля в двухмерных пространственных координатах на основе численных конечноразностных методов. При этом учтены возможности сдвига начальной точки наплавленного слоя от края основания, изменения времени выдержки между наплавляемыми слоями и применения принудительного воздушного охлаждения металла. Рассмотрен механизм определения температуры в граничных точках конструкции, непосредственно контактирующих с расплавленным металлом. Разработана программа в среде MATLAB, позволяющая на основе заданных теплофизических характеристик наплавляемого металла, параметров конвективно-радиационного теплообмена и геометрических характеристик наплавляемой конструкции моделировать температурное поле в изделии. Приведены тексты функций TempSurfacing для моделирования температурного поля и TempDepend для учета зависимости теплофизических свойств металла от его температуры перед наплавкой нового слоя. Проверена работоспособность программы на примере наплавки одного слоя металла высотой 2 мм на металлическое основание высотой 5 мм. Показан внешний вид окна программы для ввода исходных данных, и приведены результаты моделирования температурного поля в двухмерных пространственных координатах в текстовом, а также графическом видах. Полученная модель температурного поля позволяет учесть прибавление новых частей металла по длине наплавляемого слоя, а также поэтапное увеличение высоты конструкции за счет послойного наплавления металла. Разработанная модель предназначена для установления оптимального термического цикла процесса послойного электродугового нап…
creator: Даниил Дмитриевич Какорин
creator: Борис Иосифович Марголис
rights: © Kakorin D.Д., Margolis B.И., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 143
ending page: 149
doi: 10.15827/0236-235X.149.143-149

Оптимизация техпроцессов раскроя деталей с использованием базы данных стоимостных параметров процесса листовой резки
type: item
description: В статье рассматривается интегрированная задача раскроя и маршрутизации, объединяющая задачи оптимизации раскроя и минимизации стоимости процесса резки на технологическом оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). Для ее решения и разработки соответствующих оптимизационных алгоритмов, эффективных на практике, необходимо получить научно обоснованные данные о значениях стоимостных параметров процесса листовой резки на технологическом оборудовании с ЧПУ для различных марок и толщин обрабатываемых материалов. В данной статье описывается база данных таких стоимостных параметров этого процесса, приводятся ее схема, основная структура и организация. Для хранения данных стоимостных параметров выбрана реляционная модель, которая состоит из восьми таблиц и содержит информацию о марках и толщинах обрабатываемых материалов, значениях стоимости и плотности материалов, стоимости единицы пути режущего инструмента на рабочем и холостом ходу, а также одной точки врезки. Для удобства работы с данными (визуализация, добавление новых записей, удаление записей, расчет стоимостных параметров для новых марок материалов и толщин, изменение значений параметров), хранящимися в базе, разработано ПО на языке Python. Его можно использовать либо как отдельный продукт, либо совместно с ПО для автоматического проектирования управляющих программ для оборудования листовой резки с ЧПУ при решении практических задач. Значимость работы показана на модельном примере проектирования раскроя и маршрутизации инструмента для одного типа машины лазерной резки.
creator: Анастасия Фидагилевна Таваева
creator: Александр Александрович Петунин
rights: © Tavaeva A.Ф., Petunin A.А., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 150
ending page: 156
doi: 10.15827/0236-235X.149.150-156

Улучшение эргономических показателей наголовной индикации в очках дополненной реальности для применения в гражданской авиации
type: item
description: В статье проводится анализ существующих решений в области наголовной индикации. Предлагается собственная концепция представления пилотажно-навигационной информации в очках дополненной реальности для применения в гражданской авиации. Основным назначением разработанной индикации является предоставление пилоту необходимой пилотажно-навигационной информации на целевом этапе полета. Метод исследования заключался в анализе существующих решений, выявлении их недостатков и в корректировке разработанной индикации на основе рекомендаций опытных пилотов. В процессе работы были определены основные особенности представления пилотажно-навигационной информации, способствующие улучшению эргономических показателей: использование независимых слоев графических объектов пилотажно-навигационной информации, изменение компоновки изображения в зависимости от фазы полета, использование нескольких цветов, возможность голосового управления для отображения нужного слоя индикации. В результате реализовано программное обеспечение, позволяющее проецировать графические изображения мнемосимволов пилотажно-навигационной информации на имитируемую средствами среды Unity закабинную обстановку. Данные объекты индикации размещены с привязкой к следующим параметрам или к их комбинации: положение очков, вектор путевой скорости, строительная ось самолета, закабинное пространство. Разработанное программное обеспечение позволяет также добавлять графические слои от систем синтезированного и улучшенного видения. В статье представлен демонстратор наголовной индикации, созданный на основе данной концепции. Рассмотрены архитектура и функциональность демонстратора, включая видимые пилотом изображения в очках дополненной реальности. Практическая значимость данной работы заключается в улучшении эргономических показателей наголовной индикации по сравнению с существующими вариантами представления пилотажно-навигационной информации.
creator: Иван Игоревич Грешников
creator: Дмитрий Андреевич Давыдов
creator: Богдан Игоревич Гончар
creator: Андрей Вячеславович Соколов
creator: Дарья Витальевна Коновалова
rights: © Greshnikov I.И., Davydov D.А., Gonchar B.И., Sokolov A.В., Konovalova D.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 157
ending page: 165
doi: 10.15827/0236-235X.149.157-165

База данных по процессам микробиологической очистки сточных вод и почвы как эффективный инструмент представления данных и знаний
type: item
description: Объектом представленного исследования является системный анализ процессов микробиологической очистки сточных вод и почвы с последующей разработкой базы данных. Актуальность работы обусловлена проблемой неструктурированности больших объемов поступающей разнородной информации по данному направлению. Проведен анализ литературы с описанием существующих баз данных по микробиологической очистке и с указанием их достоинств и недостатков. Дано обоснование актуальности разработки базы данных, объединяющей все ключевые составляющие процессов микробиологической очистки сточных вод и почвы. Проведен системный анализ предметной области, с использованием системного подхода построена архитектура хранения данных. Отмечены достоинства разработанной системы, показаны примеры выполнения поисковых запросов. Разработанная база данных «Микробиологическая очистка» содержит обширную информацию о загрязняющих веществах и микроорганизмах с описанием процессов микробиологической очистки. Предлагаемая система хранения данных может быть полезна исследователям, областью научных интересов которых являются процессы микробиологической очистки, микробиология, химия и химическая технология. Она позволит уменьшить время на поиск информации при выполнении научно-исследовательских работ.
creator: Александр Алексеевич Досаев
creator: Алексей Сергеевич Скичко
creator: Наталья Васильевна Меньшутина
rights: © Dosaev A.А., Skichko A.С., Menshutina N.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
license: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0
date: 2025-05-04
publication date: 2025-05-04
volume: 38
number: 1
starting page: 166
ending page: 173
doi: 10.15827/0236-235X.149.166-173