SCI Библиотека

В настоящее время множество канализационных очистных сооружений как по всей России, так и на территории Республики Саха (Якутия) находятся в процессе модернизации или даже реконструкции. Это происходит не только по причинам морального износа устаревшего оборудования и необходимости увеличения производительности в связи с внутренней миграцией населения, но и в какой-то степени из-за изменения культуры быта и поведения человека - появились загрязнения в виде крупных частиц - остатков средств личной гигиены. Исходя из вышеизложенного, модернизация технологического процесса биологической очистки сточных вод на примере канализационных очистных сооружений г. Мирный Республики Саха (Якутия) является актуальной задачей. Поскольку сточные воды, прошедшие очистку на канализационных очистных сооружениях г. Мирный, сбрасываются в р. Ирелях, они должны соответствовать показателям характеристик нормативно допустимого сброса в водные объекты очищенных сточных вод, которые согласно недавно внесенным изменениям (СП 32.13330.2018) были ужесточены. В работе были определены фактические среднесуточные показатели расхода сточных вод за трехлетний период, среднее значение которых составило 15858 м3/сутки. Также был произведен анализ показателей качества состава сточных вод на входе канализационных очистных сооружений за трехлетний период, среди которых стоит выделить: биологическое потребление кислорода, взвешенные вещества, фосфаты, азот аммонийный, азот нитратный. Выявлены отрицательные значения показателей по концентрации на входе и выходе очистных сооружений за полугодовой период (март - август). Ни по одному из показателей качества состава сточных вод не достигается 100 % эффективности очистки, а превышение уровня допустимых норм составляло от 66,5 до 180 %. По результатам проведенных исследований была предложена технология очистки сточных вод путем нитри-денитрификации, предусматривающая глубокое биологическое удаление азота и фосфора, а также преферментацию в первичных отстойниках.

Темой исследования является разработка системы управления для автономного судна с использованием операционной системы Robot Operation System 2.

Отмечается, что автономные суда являются перспективным классом робототехнических систем, предназначенных для выполнения различных задач в морской среде, включая мониторинг акваторий, научные исследования, поисково-спасательные и транспортные операции. Их ключевыми преимуществами являются автономность, гибкость применения и возможность работы в условиях, представляющих угрозу для человека.

В работе рассмотрено использование современной операционной системы Robot Operation System 2 для робототехники, обеспечивающей модульность, масштабируемость и высокую степень распределенности вычислений.

Отмечается, что данный вид программного обеспечения предоставляет готовые алгоритмы для навигации, обработки данных сенсоров и управления движением, а также инструменты для тестирования, отладки и визуализации данных, что ускоряет процесс разработки и повышает надежность системы.

В рамках исследования разработана структурная схема системы управления автономного судна, включающая подсистемы навигации, технического зрения, управления движением и взаимодействия с оператором через береговой пульт, на которой показаны состав и взаимодействие отдельных узлов операционной системы.

Представлена схема устройств, обеспечивающая распределение вычислительных ресурсов между узлами. Предложенная система управления демонстрирует возможность объединения различных подсистем автоматических судов в общую систему на основе единой логики взаимодействия и обмена данными операционной системы Robot Operation System 2.

Применение данной операционной системы позволяет повысить скорость разработки, улучшить надежность программного обеспечения, упростить интеграцию сложных алгоритмов и обеспечить гибкость системы для дальнейших усовершенствований.

В статье предложен метод переналадки мобильных компонентов роботизированного технологического комплекса в условиях многономенклатурного мелкосерийного производства. Целью исследования является разработка системы двухуровневого планирования перемещений мобильного промышленного робота, обеспечивающей его интеграцию с производственным центром для формирования роботизированного технологического комплекса, что позволит оперативно адаптировать производственную систему. Метод сочетает в себе верхнеуровневое планирование, ориентированное на согласование логистики перемещений промышленного робота с общим производственным расписанием, и низкоуровневое, целью которого является обеспечение точного пространственно-временного позиционирования робота в зоне интеграции с производственным центром. Для повышения эффективности поиска траекторий перемещения в зоне интеграции в условиях динамически изменяющейся среды предложено использовать адаптированный алгоритм A* с нейросетевой эвристикой на основе графовой нейронной сети. Приведена архитектура взаимодействия уровней планирования, реализованная с использованием воксельной модели рабочего пространства и системы ROS. Результаты, полученные в ходе экспериментов, демонстрируют преимущество предложенного метода применительно к задачам переналадки роботизированных технологических комплексов. В результате применения предлагаемого метода были достигнуты сокращение времени перепланирования, уменьшение количества перестроений маршрута и сокращение его общей длины по сравнению с методами, основанными на классическом алгоритме A*.

Исследование работы установки стабилизации газового конденсата в условиях Ковыктинского газоконденсатного месторождения выявило, что отклонения в термобарических параметрах колонны стабилизации приводят к утрате ценных углеводородов вследствие их уноса газами стабилизации. Это отрицательно влияет на качество получаемого продукта, которое оказывается ниже установленных проектных значений, что создает предпосылки для технологической нестабильности производства. Цель настоящего исследования заключалась в определении оптимального соотношения основных параметров процесса стабилизации газового конденсата с помощью компьютерного моделирования. Выявлено, что управление данным процессом осложняется большим числом технологических параметров, изменения которых могут оказывать существенное взаимное влияние. Проанализированы важнейшие параметры, влияющие на стабильность процесса и качество конечного продукта, такие как давление, температура, расходы сырья и др. Моделирование этих параметров выполнено в программном комплексе Aspen Hysys для оптимизации технологических параметров процесса стабилизации газового конденсата на установке комплексной подготовки газа. Расчеты проводились с учетом установленной проектом величины давления насыщенных паров стабильного газового конденсата. Полученные в ходе исследования данные позволяют улучшить систему автоматического управления процессом стабилизации газового конденсата и повысить экономическую эффективность эксплуатации месторождения.

Цель исследования - повышение гибкости производственного процесса за счет сокращения аварий и повышения скорости совместной работы роботов-манипуляторов. В работе предложено обеспечивать совместную безаварийную работу роботов-манипуляторов на основе расчета координат возможного пересечения траекторий движения их звеньев в процессе совместного выполнения различных технологических операций в одной рабочей зоне на гибком производстве. Отметим, что предложенный подход сокращает время технологического цикла для изготовления одного изделия не за счет остановки роботов-манипуляторов с последующим возобновлением их работы, а за счет своевременной корректировки их траектории. Данная постановка задачи является критически важной, потому что ее реализация обеспечит слаженную работу движущегося оборудования - одновременное выполнение технологических операций роботами-манипуляторами в общей рабочей зоне при непосредственной близости друг от друга с соблюдением безопасности. Актуальность исследования обусловлена непрерывно возрастающей потребностью в автоматизации производственных процессов, в том числе с применением роботов-манипуляторов. Повышение технологической гибкости производства можно обеспечить за счет перехода от индивидуальной работы роботов-манипуляторов к их совместному взаимодействию в общей рабочей зоне для различных технологических задач производственной деятельности. Для решения поставленной задачи - нахождения координат пересечения траекторий перемещения звеньев роботов-манипуляторов и дальнейшего расчета безопасных траекторий перемещений использован метод Денавита - Хартенберга, позволивший решить с помощью программного вычисления задачу совместного безаварийного взаимодействия роботов-манипуляторов в общей рабочей зоне.

Целью работы являлась разработка концептуальной модели мониторинга технологических процессов на примере производства вафель. Предлагаемая концептуальная модель и комплекс методов и алгоритмов ориентированы на применение в условиях многорецептурного пищевого производства, где реализуется множество технологических процессов, для которых актуально использование технологии цифровых двойников. Результаты ранее проведенных исследований были адаптированы под новые производственные условия, ключевым аспектом которых являлась привязка цифрового двойника технологического процесса к партии вафель. Применимость концептуальной модели мониторинга технологических процессов стал высокий уровень автоматизации и цифровизации производства, при котором технология цифровых двойников может быть эффективно реализована. В статье рассмотрен состав концептуальной модели мониторинга технологических процессов производства вафель, описаны изменения и некоторые вопросы, необходимые для ее дальнейшего внедрения. В обобщенном виде представлены концептуальная и математическая модели системы мониторинга на основе технологии цифровых двойников. Полученная математическая модель мониторинга на основе теории множеств, разработанные методы создания, представления, определения и модификации, а также алгоритмы создания, фиксации значений параметров и ресурсного обеспечения технологических процессов при их внедрении формируют основу для дальнейшей цифровой трансформации предприятия и повышения его эффективности.

В статье проведена формализация процесса движения кабины лифта для частного случая в здании с одним лифтом, которая может быть использована при создании алгоритмов управления группой лифтов для высотных зданий. Разработана математическая модель, приведены результаты расчетов и имитационного моделирования времени ожидания кабины лифта. Получены вероятностные характеристики, позволяющие оценить степень комфортности обслуживания пассажиров.

Работа посвящена разработке программного комплекса для реализации промышленной технологии селективного лазерного сплавления. Разработанный программный комплекс позволяет решать задачи организации эффективного производственного цикла исследования и изготовления технически сложных изделий аэрокосмической, медицинской и машиностроительной отраслей промышленности, производство которых требует высокого уровня технической оснащённости производства, больших расходов, высокой точности изготовления. В работе представлена краткая характеристика и общий алгоритм работы нескольких программных модулей, входящих в состав программного обеспечения установки селективного лазерного сплавления МЛ6. Продемонстрированы практические результаты их применения.

В статье приводится анализ существующих способов автоматизированного контроля состояния космических аппаратов (КА) по телеметрической информации (ТМИ) методами машинного обучения и дается оценка перспектив их применения в области телеконтроля состояния КА в многоспутниковых группировках. Одной из важнейших задач на всех этапах жизненного цикла космических аппаратов (КА) является анализ телеметрической информации для определения технического состояния их бортовой аппаратуры с целью заблаговременного выявленияи прогнозирования нештатных ситуаций. Существующие детермированные методы контроля состояния КА на основе мониторинга пороговых значений, анализа показателей качества, сравнения с эталонной моделью функционирования и др., с одной стороны, предполагают огромные трудозатраты на работу экспертов и формализацию логики функционирования сложного технического объекта на различных уровнях его иерархии, а с другой стороны, не обеспечивают необходимый уровень автоматизации и оперативности при контроле состояния отдельных КА в многоспутниковых группировках.

В данной статье будет рассмотрена классификация способов, с помощью которых можно управлять роботехническими системами, имеющими в составе соединительных узлов гибкие элементы. Будет проанализирована проблема, возникающая при движении роботов с гибкой мехатроникой и разработаны путь решения, направленный на достижения точности позиционирования, компенсацию деформаций и минимизацию нежелательных колебаний.