Научный архив: статьи

В статье рассматривается применение алгоритма ветвей и границ для решения задачи распределения сотрудников по учебным группам после входного тестирования, с учетом их оценок и важности различных направлений подготовки с использованием информационных технологий для решения служебных задач организации. Описывается постановка задачи, вводятся необходимые определения и ограничения. Приводится подробное описание реализации алгоритма на языке программирования C++ с использованием библиотеки Qt для создания удобного пользовательского интерфейса. Представлены результаты тестирования предложенного подхода на реальных данных, демонстрирующие его эффективность и точность. Также обсуждаются перспективы дальнейшего развития метода и возможности его применения в других областях оптимизации.

Раскрыта физика процесса погрузки горной массы, отделенной шнековыми исполнительными органами малого диаметра. Установлены регрессионные зависимости экспоненциального вида мощности, удельных энергозатрат погрузки как функции ширины захвата шнека и скорости перемещения машины. На основе выполненных экспериментальных и теоретических исследований разработаны методика и математическая модель оптимизации структуры и параметров очистных комбайнов под заданные горно-геологические и горнотехнические условия эксплуатации. Отмечено, что рациональные значения геометрических и режимных параметров и структуры комбайна обеспечат рост технической производительности в 1,1…2,1 раза и снижение мощности и удельных энергозатрат разрушения и погрузки в 1,3…1,5 и 1,3…2,3 раза соответственно

Рассмотрен подход к построению оптимальной конфигурации электрических сетей, содержащих накопители мощности и объекты альтернативной энергетики. Подчеркнуто, что увеличение доли альтернативной энергетики требует интенсивного использования накопителей мощности на базе аккумуляторных батарей. Указано, что это приводит к значительному усложнению расчетов оптимального состояния энергосистемы с учетом нестационарного характера отдачи и потребления электроэнергии. Предложено применять методы оптимизационного моделирования и системного анализа с элементами прогностических моделей поведения объектов энергосистемы для построения системы управления электросетевым комплексом, что обеспечит поддержание требуемого уровня надежности отпуска электроэнергии потребителям, а также для уменьшения неоптимальных перетоков электрической энергии

Рассмотрена функциональная модель процесса оптимизации технологического процесса. Выделены основные характеристики подпроцессов. Описаны алгоритм решения задач оптимизации структуры работ в технологическом процессе, метод оптимального планирования.

В статье рассматривается система управления денежными потоками как ключевого фактора обеспечения финансовой устойчивости предприятия в условиях экономической нестабильности. Актуальность исследования обусловлена высокой волатильностью финансовых рынков, усилением конкуренции и необходимостью адаптации бизнеса к изменяющимся внешним условиям. Авторы проводят комплексный анализ теоретических основ и практических инструментов управления денежными потоками, уделяя особое внимание стратегиям оптимизации ликвидности, минимизации кассовых разрывов и повышения эффективности использования финансовых ресурсов. В работе систематизированы классификации денежных потоков, методы их анализа (прямой, косвенный, коэффициентный) и инструменты оптимизации, включая сокращение финансового цикла, синхронизацию поступлений и выплат, факторинг, бюджетирование и управление валютными рисками. Особое внимание уделено цифровизации процессов финансового менеджмента, внедрению ERP-систем и автоматизации казначейских операций.

Практическая значимость исследования заключается в разработке рекомендаций по внедрению системы управления денежными потоками, основанной на принципах сбалансированности, ликвидности и эффективности. Авторы обосновывают применение концепции управления стоимостью (Value-Based Management) с фокусом на свободный денежный поток (FCF) как ключевой показатель финансового здоровья компании. Результаты исследования могут быть использованы предприятиями для повышения платежеспособности, снижения финансовых рисков и обеспечения долгосрочной устойчивости в условиях рыночной турбулентности.

Рассматривается проблема выбора оптимальных стратегий агентов рынка электронной торговли, осуществляемой ритейлерами через маркетплейсы. Анализ структуры и динамики рынка электронной торговли в России показал актуальность этой проблемы вследствие опережающего роста продаж через сеть Интернет по сравнению с динамикой традиционных каналов продаж. Исследован бизнес-процесс электронной торговли для ведущих маркетплейсов Wildberries и Ozon, на основе которого разработаны модели принятия решений для маркетплейсов и ритейлера, выбирающего наилучший канал продаж. Сформированы механизмы определения оптимальных объемов продаж, максимизирующих функции полезности маркетплейсов и ритейлера, доказаны условия оптимальности. Предложена методика оценки диапазонов взаимовыгодных значений объемов продаж на основе областей компромисса. Проведено статистическое моделирование функции спроса на смартфоны при электронной торговле в РФ, а также функций издержек маркетплейсов и ритейлера, на основе которого сформированы функции полезности (прибыли) агентов рынка и построены области компромисса. Сформулированы практические рекомендации по выбору оптимальных стратегий агентов рынка электронной торговли смартфонами, показан экономический эффект изменения стратегий продаж.

Создание генерального плана является ответственным этапом при проектировании промышленного предприятия. На практике для расстановки объектов на плане (зданий, сооружений и т. д.) используется ручной подход, при котором проектировщики самостоятельно размещают объекты. Создание проекта является творческим процессом, а количество вариантов проектирования может быть достаточно большим. Фактически формируются и сравниваются между собой лишь несколько альтернативных вариантов компоновки, из которых в дальнейшем выбирается наилучший. Однако этот выбор нередко основывается на субъективном мнении специалиста и не всегда гарантирует оптимальное решение. Кроме того, оценка вариантов и принятие окончательного решения зависят от квалификации и опыта задействованных инженеров. В связи с этим необходимо автоматизировать этот процесс для создания более качественных проектов за более короткий срок. Цель данной работы - описать формирование генерального плана с математической точки зрения и создать универсальную математическую модель, подходящую для всех возможных вариантов расположения объектов относительно друг друга. На основе полученных результатов данной работы в будущих исследованиях можно будет определить оптимальные численные методы для размещения объектов на генеральном плане. Эффективность применения методов оптимизации зависит от точности математических моделей, используемых для описания задачи. Модели должны точно отражать все ключевые аспекты реальной ситуации, чтобы результаты оптимизации были пригодны для практического использования.

Современные методы идентификации эффективных решений по распределенному хранению и распределенной обработке данных не предусматривают оптимизацию производительности вычислительных устройств, выделяемой каждому процессу, реализующему операции с данными, в зависимости от директивных сроков и бюджетов на их выполнение, задаваемых пользователями. В связи с этим разработаны две математические модели смешанного целочисленного линейного программирования, позволяющие оптимизировать распределенное хранение и обработку данных (в том числе оптимизировать производительность вычислительных устройств, выделяемую каждому процессу обработки), а также передачу данных между устройствами. Указанные модели реализуют идентификацию оптимальных решений при условии минимизации общей стоимости выполнения операций (с учетом ограничений на директивные сроки получения результатов и на общую производительность устройств), а также минимизации общей длительности реализации указанных операций (с учетом ограничений на бюджеты обработки данных и на производительность устройств). Полученные первоначально нелинейные модели линеаризованы путем введения дополнительных переменных. Разработанные модели реализованы программно с использованием пакета для решения задач дискретной оптимизации OR-Tools, позволяющего средствами его библиотеки и языка Phython осуществлять интерпретацию целевых функций и ограничений указанных моделей. Разработанное приложение позволило выполнить исследование процесса распределенного хранения, передачи и обработки данных при различных значениях параметров, его характеризующих. На основе анализа полученных результатов исследований сформулированы выводы, касающиеся зависимости общей длительности выполнения операций от значений директивных сроков при различных значениях количества выполняемых операций с данными, а также зависимости общей длительности обработки данных от задаваемых бюджетов и стоимости вычислительных операций и хранения данных

Оптимизация является одним из важнейших инструментов управления системами различной природы. Наряду со ставшими классическими задачами оптимизации при принятии решений и управлении техническими системами, поиск экстремума функции представляет собой важный инструмент в машинном обучении. Особенно существенна роль эффективных алгоритмов оптимизации при решении динамических задач, когда решение должно быть найдено в режиме реального времени. При этом, проблема быстрой численной оптимизации пока что не получила универсального решения и требует дополнительной разработки и усовершенствованных подходов. В работе предложен новый метод оптимизации, основанный на модификации алгоритма гравитационного поиска. Он использует аналогию с гравитационным притяжением масс, зависящих от значения целевой функции. Недостатком обычного гравитационного поиска является проявление при его работе эффектов инерции, которые усложняют процесс оптимизации. Для улучшения работы алгоритма нами предложено использовать модель вязкого движения эффективных частиц. Обсуждаются основные уравнения, описывающие работу представленной модификации гравитационного поиска. Описан алгоритм вязкого гравитационного поиска и приведена его реализация в псевдокоде. Особенности работы алгоритма проанализированы на примерах эталонных целевых функций Растригина и Швефеля со многими локальными минимумами в сравнении с генетическим алгоритмом и стандартным алгоритмом гравитационного поиска с помощью программ, реализованных на языке Python. Нами исследована скорость работы и точность определения минимума функций с различным числом переменных вязким гравитационным алгоритмом. Полученные результаты позволяют сделать вывод о высокой эффективности вязкого гравитационного поиска и целесообразности его применения к решению задач многомерной оптимизации.

Технический прогресс навсегда изменил субъекта непрерывного образования и его ландшафт. Под влиянием цифровой среды формируется новая культура обучения, которая может быть успешно использована вузами при адаптации содержания, характера и форм организации ДПО к современным социокультурным условиям. Одним из направлений оптимизации ДПО становится подготовка учащихся к самостоятельной учебной деятельности в условиях непрерывного образования. Успешное решение этой задачи требует выявления способности личности взрослого учащегося к изменениям и самоизменениям. Психологическая устойчивость личности, вовлеченность в обучение и оптимальный опыт несколько десятилетий находятся в центре внимания зарубежных и отечественных психологических исследований, изучающих образовательное поведение взрослых людей в ситуации изменений, но понимание их роли в самостоятельной учебной деятельности взрослых людей учеными еще не достигнуто. Статья посвящена изучению ключевых подходов и направлений дискуссии, связанных с психологической устойчивостью личности, оптимальным опытом и академической вовлеченностью для определения их роли в развитии самостоятельности учебной деятельности взрослых учащихся. При проведении анализа и синтеза зарубежной литературы по проблеме исследования использованы дескриптивный метод, метод категоризации, сравнительно-исторический и герменевтический методы. Рассмотрены подходы к определению психологической устойчивости личности, а также концепции “потока” и “оптимального наилучшего”, ранее не представленной на русском языке. Проанализированы их роли в развитии самостоятельной учебной деятельности взрослых учащихся. Выдвинут тезис о том, что вовлеченность взрослых людей в ДПО целесообразно рассматривать как сложный, эмоционально значимый результат успешного преодоления учащимся психологических барьеров, возникающих в образовательном процессе. Способность учащегося совладать с собой или ситуацией, осознанно вовлекаться в обучение, сохраняя свои ценностные ориентации, несмотря на изменения в жизненном контексте, и достигать “потока” в учебной деятельности, обусловливают непрерывность образовательного опыта. Именно понимание психологической устойчивости личности как процесса, содержащего динамический баланс стабильности и изменчивости является наиболее продуктивным для разработки методик изучения личностных психологических ресурсов вовлеченности и невовлеченности взрослых людей в ДПО, а также разработке мер, направленных на развитие их самостоятельности в условиях непрерывного образования.

Оптимизация ресурсно-календарного планирования (РКП) является одной из ключевых задач в строительстве. Это обусловлено необходимостью повышения эффективности использования ресурсов, снижения затрат и обеспечения своевременного выполнения работ. Анализ исследований в области оптимизации ресурсно-календарного планирования строительства важен для структурирования имеющийся работ по направлениям исследования, с целью выявления недостатков в имеющихся методах оптимизации. В статье приведен анализ основных исследований в области РКП на основе мирового опыта, также выведены три основные направления РКП и предложена триединая модель ресурсно-календарного планирования, позволяющая оптимизировать существующие методы оптимизации РКП.

В современных реалиях растет значимость использования специализированного программного обеспечения для оптимизации строительства, в том числе жилищного, из-за его роста в городах. К тому же в период непростой экономической ситуации, при росте цен на строительные материалы и наличии ограничительных мер, потребность оптимизировать процессы строительства возрастает во много раз. Оптимизация строительства позволяет найти компромисс между важными составляющими – стоимость, качество и сроки строительства. Для реализации выше перечисленных составляющих необходимо программное обеспечение (ПО) для оптимизации ресурсно-календарного планирования (РКП). Существует множество методов разработки РКП, но в настоящее время лидирующее место занимает разработка РКП с использованием технологий информационного моделирования (ТИМ). С этой целью в статье приведен анализ существующего программного обеспечения, выявлены его достоинства и недостатки.