В статье рассматривается проблема повышения надёжности устройств многофункциональной индикации (УМИ) в условиях цифровой трансформации производственных процессов. Предложен подход к предиктивной диагностике на основе анализа эксплуатационных и тепловых характеристик УМИ с использованием методов машинного обучения. Проведена классификация УМИ по физико-технологическим принципам и архитектурным уровням, что позволило структурировать диагностические модели. Рассматриваются математические методы предсказания отказов, включая логистическую регрессию, градиентный бустинг (CatBoost) и модели оценки остаточного ресурса. Особое внимание уделено разработке метода теплового профилирования Thermal Emission-Based UMI Profiling (TEB-UP), основанного на анализе тепловых карт и алгоритмах машинного зрения (PCA, автоэнкодеры, CNN). Показано, что температурная неравномерность является чувствительным индикатором деградации, опережающим традиционные показатели отказа. Метод TEB-UP демонстрирует потенциал к интеграции в системы мониторинга и предиктивного обслуживания в рамках концепций Индустрии 4.0 и 5.0.

Ключевые слова: устройства многофункциональной индикации, предиктивная диагностика, тепловое профилирование, остаточный ресурс, машинное обучение

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье описывается эксперимент по проектированию нейронной сети для программируемого логического контроллера с целью исключения необходимости привлечения программистов к разработке автоматизированных систем управления. Основная задача программируемых логических контроллеров — это упрощение автоматизации технологических процессов, они практически исключают задачи разработки печатных плат и операции пайки элементов. Очевидно, чем меньше различных задач приходиться решать и чем проще эти задачи, тем быстрее пройдёт разработка и запуск новой системы, а себестоимость её будет ниже. С этой же целью, для программирования контроллеров, используются достаточно простые и наглядные языки, это сильно облегчает труд программистов. При современном уровне развития микроэлектроники вычислительные ресурсы контроллеров значительно превышают уровень необходимый для большинства задач автоматизации. Закономерно возникает вопрос, можно ли, используя избыточные вычислительные мощности, однократно разработать некую универсальную программу, способную адаптироваться к любому технологическому процессу. Естественно, такая программа будет работать медленнее и займёт больше памяти, но, в таком случае, задача программирования должна выродиться в задачу настройки готового программного обеспечения. Статья посвящена разработке прототипа такой программы на основе модели однослойного перцептрона. Описаны структура и параметры разрабатываемой нейронной сети с учётом особенностей целевой платформы. Разобран процесс обучения спроектированной нейронной сети. Перечислены и обоснованы ограничения, накладываемые на разработку. Обозначены достоинства и недостатки, а также варианты  развития разработки.

Ключевые слова: программируемый логический контроллер, искусственная нейронная сеть, однослойный перцептрон, язык релейной логики, автоматизированная система управления технологическим процессом

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье приводится анализ влияния нестационарных параметров на качество управления системой торможения колес тяжелого транспортного средства, а также рассмотрен синтез параметров регулятора с использованием обобщенного метода Галеркина. Рассматриваемый метод обращен для решения задачи синтеза нестационарной системы, чье желаемое программное движение задано на выходе нелинейного элемента. Приведены результаты исследования влияния нестационарности параметров неизменяемой части системы (объекта) на ухудшение показателей качества переходного процесса. Для случаев критического режима работы произведен пересчет параметров регулятора, оценены результаты учета нестационарности и повторного синтеза.

Ключевые слова: система автоматического управления, регулятор, тормозная система, нестационарность параметров, обобщенный метод Галеркина

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Надежность работы энергетических объектов напрямую связана с полнотой и регулярностью контроля технического состояния оборудования. Традиционные методы, основанные на визуальном осмотре и выборочных измерениях, характеризуются высокой трудоемкостью, низкой воспроизводимостью и рисками для обслуживающего персонала. В этих условиях возрастает актуальность применения мобильных робототехнических комплексов, способных выполнять обследование подстанций и другого энергооборудования в автоматизированном режиме. Ключевым фактором эффективности робототехнических комплексов является качество построенного маршрута: полнота охвата оборудования для получения диагностически значимой информации. В работе предложен метод дискретизации и оптимизации точек базирования, обеспечивающие формализованное построение маршрутов обследования. Метод включает последовательное применение ряда алгоритмов: геометрическую дискретизацию допустимой области движения на основе регулярной сетки, фильтрацию точек с учетом технических ограничений РТК и зон запрета, моделирование зон видимости с применением упрощенных коллайдеров и количественной оценки качества видимости, а также оптимизацию множества базовых точек как задачи покрытия. Эффективность метода подтверждена на трехмерной модели подстанции: проведенные сценарные испытания показали сокращение числа базовых позиций более чем в четыре раза при сохранении высокой полноты охвата (не менее 97 %). Практическая ценность заключается в возможности интеграции предложенных методов в состав интеллектуальных подсистем диагностики и технического контроля, что обеспечивает снижение трудозатрат, повышение воспроизводимости маршрутов и улучшение качества автоматизированной диагностики в энергетике.

Ключевые слова: робототехнический комплекс, диагностика оборудования, построение маршрута, обследование оборудования, задача покрытия, автоматизация технологического процесса

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Рассмотрены вопросы идентификации параметров настраиваемых моделей линейных нестационарных динамических систем на примере линеаризованной настраиваемой модели двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Разработан новый метод оценивания параметров настраиваемых моделей по малому числу наблюдений на основе проекционной идентификации и аппарата линейной алгебры и аналитической геометрии. Для апробации разработанного метода идентификации было проведено сравнение переходных характеристик настраиваемой модели двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при полученных оценках параметров с эталонными характеристиками. Показана эффективность применения предложенного метода идентификации в задачах управления электроприводом постоянного тока.

Ключевые слова: двигатель постоянного тока, проекционная идентификация, оценивание параметров динамических систем, настраиваемая модель нестационарной динамической системы

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В данной статье представлена разработка автоматизированной системы контроля качества драже с применением технологий машинного зрения и цифрового моделирования. Целью работы является создание интеллектуальной системы, способной в реальном времени выявлять дефекты поверхности кондитерских изделий, такие как сколы и трещины. Предложенный подход сочетает обучение нейронной сети на основе архитектуры YOLO с использованием как реальных, так и синтетически сгенерированных изображений, а также внедрение цифровой симуляции производственной линии для предварительной отладки и оптимизации параметров системы. Использование цифровой модели позволяет проводить тестирование в условиях, приближённых к реальным, что способствует повышению точности классификации дефектов и снижению затрат на настройку оборудования. Проведённые испытания подтвердили высокую эффективность предложенной системы и целесообразность её внедрения в пищевую промышленность.

Ключевые слова: машинное зрение, контроль качества, драже, YOLO, цифровая симуляция, дефекты поверхности

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Современные вычислительные системы управления химико-технологическими процессами позволяют программно реализовывать сложные алгоритмы управления, в то числе с использование методов машинного обучения и элементов искусственного интеллекта. Такие алгоритмы могут быть применимы в том числе для сложных нестационарных многоассортиментых и гибких дискретных производств, к которым относятся и такие процессы малотоннажной химии, как производства полимерных материалов. В статье рассматривается производство фторопласта в реакторах периодического действия. Этот процесс протекает при постоянно изменяемых параметрах, таких как давление и температура. Одной из важных задач системы управления является стабилизация качества выпускаемого полимера, и для этих целей важно прогнозировать это качество в процессе производства до выпуска фторопласта. Качество продукции в свою очередь сильно зависит как от качества исходных реагентов, так и от действий оператора. В условиях нестационарного процесса типовые виртуальные анализаторы качества, основанные на регрессионных зависимостях, показывают плохие результаты, и, как правило, неприменимы. В статье предложена архитектура виртуального анализатора качества, основанного на методах математического прогноза с использованием таких алгоритмов так: метод случайного леса, градиентный бустинг и пр.

Ключевые слова: полимеризация, многоассортиментные производства, малотоннажная химия, прогноз качества, машинное обучение

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассматриваются возможность управления двигателями в многодвигательной системе с помощью алгоритма нечеткой логике. Приводится пример команд для управления системой из нескольких двигателей. 

Ключевые слова: нечеткая логика, автоматизация, моделирование процесса ПИД-регулирование, управление двигателями

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Характеристики погружного асинхронного электродвигателя, с достаточной для практики достоверностью, описываются теорией многодвигательного электропривода. В этом случае классическая схема замещения погружного асинхронного электродвигателя представляет собой связанную систему из нескольких Т-образных схем замещения. В свою очередь это значительно увеличивает ее вычислительную сложность и снижает быстродействие АСУТП. Предлагается с помощью методов планирования эксперимента построить математическую модель погружного электродвигателя в виде полиномов с существенно большим быстродействием. В области применимости, расхождения в оценке энергетических показателей не превышают 1,1%, между предложенными моделями и классическими Т-образными схемами замещения.  

Ключевые слова: автоматизированная система управления, математическая модель, полином, средняя абсолютная процентная ошибка, вычислительная сложность, методы планирования эксперимента, диаграмма рассеяния, модальный интервал, погружной электродвигатель, пакет ротора

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье представлена разработка автоматизированной кибер-физической системы кастомизации шоколадных изделий на базе лазерной гравировки с интегрированным модулем машинного зрения для контроля качества. Описан экспериментальный стенд, включающий CO₂-лазер мощностью до 30 Вт, прецизионную XYZ-систему позиционирования, конвейерную подачу и оптический блок с RGB-камерой и кольцевой подсветкой. Разработано программное обеспечение управления лазером, реализующее генерацию траекторий, автокалибровку фокуса и регулировку мощности/скорости, а также гибридный алгоритм визуального контроля на основе сверточных нейронных сетей. Интеграция осуществляется через Modbus/TCP и REST-API: результаты инспекции в реальном времени возвращаются в ПЛК для адаптивной корректировки параметров гравировки или автоматической отбраковки дефектных изделий. В ходе DoE-экспериментов модель показала снижение брака с 8,3 % до 1,7 % и рост пропускной способности с 25 до 36 шт./мин. Экономико-технический анализ подтвердил окупаемость решения менее чем за 6 месяцев при суточном объёме 10 000 плиток. Полученные результаты демонстрируют высокую надёжность и перспективы масштабирования на промышленные линии.

Ключевые слова: автоматизация, лазерная гравировка, шоколадные изделия, машинное зрение, контроль качества, кастомизация

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассматривается метод построения программной системы для обработки технологических данных в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Основу подхода составляет формализованное представление структуры обработки данных в виде направленного ациклического графа, где каждая вершина соответствует этапу преобразования информации, реализуемому с использованием подключаемых программных модулей. Предложена архитектура, обеспечивающая модульность, масштабируемость и повторное использование компонентов при организации обработки и маршрутизации данных. Выполнен анализ применимости данного подхода для построения гибких и адаптивных программных решений, ориентированных на эксплуатацию в условиях изменяющихся требований к логике обработки технологических сигналов.

Ключевые слова: АСУТП, обработка технологических данных, направленный ациклический граф, модульная архитектура, программные модули, отказоустойчивость, масштабируемость, динамическая конфигурация, интеграция в инфраструктуру, формализация обработки

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье представлен метод адаптации телескопа-дальномера ТПЛ-1 для проведения фотометрических наблюдений искусственных спутников Земли (ИСЗ). Вместо штатной оптической системы использована комбинация камеры ZWO ASI294MM Pro и объектива "Юпитер-21М", установленных на монтировку телескопа. Разработано специальное крепление, обеспечивающее точную фокусировку, юстировку и стабильность системы. Метод сочетает доступность любительского оборудования с научной значимостью данных, открывая перспективы для образовательных проектов, мониторинга космического мусора и исследований динамики ИСЗ. Перспективы работы включают автоматизацию наблюдений и расширение списка наблюдаемых объектов.

Ключевые слова: фотометрия, искусственные спутники Земли, ТПЛ-1, адаптация оборудования, кривые блеска, мониторинг космических объектов

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Программная среда верхнего уровня автоматизированных систем управления технологическими процессами требует воспроизводимого и предсказуемого сопровождения. В статье сформулированы требования к средствам автоматизации, обеспечивающим согласованное состояние среды исполнения и независимость процедур от ее текущего состояния. Проведена оценка архитектурных свойств распространенных решений. Обосновано совместное применение Terraform и Ansible как основы формализованной модели сопровождения.

Ключевые слова: программная среда, автоматизированная система управления, сопровождение, воспроизводимость, конфигурация, автоматизация, жизненный цикл, вычислительная среда, управление изменениями, язык программирования

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассматриваются импульсные датчики положения (инкрементные энкодеры), их применение для определения угловой скорости и особенности их математического моделирования в составе регулируемых электроприводов с обратной связью по скорости. Описана компьютерная модель подобного датчика с системой определения угловой скорости.

Ключевые слова: инкрементный энкодер, датчик скорости, квадратурный декодер, моделирование электропривода, моделирование инкрементного энкодера, SimInTech

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В работе рассматривается кейс внедрения системы управления инцидентами IntraService в организации, работающей в сегменте цифровой инфраструктуры. Исследование сосредоточено на оценке изменений, произошедших в функционировании службы поддержки, на основе количественных и качественных индикаторов. Применяется метод сравнительного анализа эксплуатационных параметров до и после запуска системы, сопровождаемый экспертной интерпретацией внутренних процессов.

Ключевые слова: внедрение, система, инцидент, поддержка, автоматизация, платформа, организация, инфраструктура, процесс, интеграция

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Как известно, экология - один из наиважнейших вопросов современности, что подчёркивает актуальность рассматриваемой в статье проблемы - автоматизации системы дозирования реагентов гальванического производства. Последнее затрагивая обширные области промышленности, при этом нанося вред окружающей среде. Как следствие, необходимо рассмотреть инновации, которые позволят минимизировать это вредоносное воздействие. Приведены данные эксперимента по применению системы SCADA в рамках автоматизации дозировки и оптимизации системы управления процессов очистки, фильтрации и подбора реагентов. Цель работы представить результаты проведённого исследования. Результаты могут оказаться полезными как для перерабатывающих предприятий, так и для последующих исследований.

Ключевые слова: автоматизация, гальваническое производство, оптимизация, системы SCADA, управление процессами

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассматривается оценка пригодности данных солнечной радиации из атмосферного реанализа ERA5 для задач прогнозирования в условиях северных территорий. В качестве объекта анализа выбрана экспериментальная площадка станции Мухрино (Ханты-Мансийский автономный округ), оснащённая автономной системой электроснабжения. Проведён статистический анализ годового массива данных глобальной горизонтальной инсоляции, полученных с помощью платформы PVGIS. Рассмотрены сезонные и суточные особенности изменения инсоляции, построены профили распределения, выполнена оценка выбросов методом межквартильного размаха. Установлено, что данные характеризуются высокой изменчивостью и наличием большого количества нулевых значений, обусловленных полярными ночами и метеоусловиями. Выявленные особенности необходимо учитывать при построении моделей краткосрочного прогнозирования. Сделан вывод о приемлемом качестве данных ERA5 для использования в задачах прогноза генерации и потребления энергии в системах распределённого энергоснабжения.

Ключевые слова: ERA5, солнечная радиация, горизонтальная инсоляция, Крайний Север, статистический анализ, прогнозирование, анализ выбросов, возобновляемые источники энергии, энергоснабжение удаленных территорий, временные ряды, интеллектуальное управление генерацией

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В работе рассматривается вопрос выбора протокола передачи данных через телекоммуникационные сети для реализации распределенной системы контроля и диагностики водородных твердополимерных топливных элементов. Установлено, что потенциально организация подобных систем возможна на основе протоколов: HTTP, WebSocket и UDP, однако для обеспечения максимальной оперативности принятия диагностических решений предпочтительным оказывается использование протокола UDP. Экспериментальные оценки показывают, что максимальное время получения диагностического сообщения составит не более 250 мс, а среднее порядка 125 мс.

Ключевые слова: твердополимерный топливный элемент, контроль, диагностика, распределенная система, протоколы передачи данных, UDP, задержки сообщений, телекоммуникационные сети, водородная энергетика, удаленное управление

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.5 - Энергетические системы и комплексы

Выбор программируемого логического контроллера – одна из самых важных задач при проектировании автоматизированной системы. Современный рынок предлагает множество вариантов, отличных по характеристикам, которые имеют разный приоритет для производства. В работе предлагается метод оценки суммарной эффективности программно-логических контроллеров. При оценке по выбранным характеристикам вводится линейное шкалирование и коэффициенты веса, учитывающие важность параметра для рассматриваемого контроллера по сравнению с другими. Вес параметра при расчете устанавливается при помощи коэффициента. Значения коэффициентов веса могут меняться в зависимости от требований технологического процесса. 

Ключевые слова: программируемый логический контроллер, метод оценки эффективности, коэффициент веса, лепестковая диаграмма

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассматриваются вопросы управления импульсным стабилизатором напряжения, имеющим потенциальные возможности по обеспечению высоких: удельных характеристик, КПД и качества выходного напряжения. Показано, что для управления этим стабилизатором целесообразно использовать цифровое вычислительное устройство. Приведены осциллограммы процессов в макете импульсного стабилизатора напряжения с цифровым устройством управления и сделан промежуточный вывод об увеличении длительности переходных процессов в макете стабилизатора в сравнении с минимально возможной по причине недостатка времени, необходимого для точного вычисления длительности сигналов управления силовыми транзисторами стабилизатора. Предложено заранее провести вычисления необходимых длительностей сигналов управления силовыми транзисторами стабилизатора при пошаговом изменении внешних условий работы стабилизатора и занести полученные результаты в память цифрового устройства управления. Приведены временные диаграммы процессов в имитационной модели стабилизатора, управление в которой реализовано по предложенному варианту.

Ключевые слова: автономная система электропитания, цифровой двойник, импульсный стабилизатор напряжения, цифровое вычислительное устройство

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В данной статье рассматривается проблема планирования задач в производственных системах с несколькими машинами, работающими параллельно. Предложены четыре подхода к решению этой задачи: чистый метод Монте-Карло с поиском по дереву (Monte Carlo Tree Search, MCTS), гибридный агент MCDDQ, сочетающий обучение с подкреплением на основе Double Deep Q-Network (DDQN) и Monte Carlo Tree Search (MCTS), усовершенствованный агент MCDDQ-SA, интегрирующий алгоритм имитации отжига (Simulated Annealing, SA) для повышения качества решений, а также жадный алгоритм (Greedy). Разработана модель среды, учитывающая скорости машин, длительности задач. Проведено сравнительное исследование эффективности методов на основе метрик makespan (максимальное время завершения) и idle time (время простоя). Результаты демонстрируют, что MCDDQ-SA обеспечивает наилучший баланс между качеством планирования и вычислительной эффективностью за счет адаптивного исследования пространства решений. Представлены аналитические инструменты для оценки динамики алгоритмов, что подчеркивает их применимость в реальных производственных системах. Статья предлагает новые перспективы для применения гибридных методов в задачах управления ресурсами.

Ключевые слова: машинное обучение, Q-обучение, глубокие нейронные сети, MCTS, DDQN, имитация отжига, планирование, жадный алгоритм

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье предложен подход к созданию интеллектуальной системы мониторинга промышленных выбросов на основе архитектуры YOLO и цифровой симуляции. Работа актуальна для повышения эффективности экологического контроля на промышленных объектах, например, нефтеперерабатывающий завод. Система автоматически обнаруживает и классифицирует дым на сложном фоне (засветки, туман, небо), сочетая реальные видеоданные с синтетическими изображениями цифровой модели площадки. Проведены настройка симуляции и аугментация для разных погодных и световых условий. Эксперименты показали, что добавление 30 % синтетики в тренировочный набор повышает точность классификации, особенно для малозаметных выбросов. Разработаны рекомендации по параметрам симуляции и оценена метрика precision для классов загрязнений. Результаты подтверждают эффективность подхода и его готовность к внедрению в автоматизацию.

Ключевые слова: машинное зрение, цифровая симуляция, мониторинг выбросов, нейросетевые модели, классификация загрязнений

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассмотрены методы машинного обучения, сферы их приложения, ограничения и возможности применения. Отдельно выделены достижения в области глубокого обучения, которые позволяют получить точные результаты с оптимальными затратами времени и сил. Также детально описана перспективная на сегодняшний день архитектура нейронных сетей трансформеров. В качестве альтернативного подхода предложено использовать в процессе конвертирования скана в элементы цифровой информационной модели генеративную состязательную сеть.

Ключевые слова: сканирование, облако точек, информационная модель, строительство, объекты, представление, нейронная сеть, машинное обучение

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Рассмотрены основные задачи при оптимизации автоматизированной системы управления по дозированию и приготовлению электродной массы. Поставленные задачи по повышению точности выполнения дозирования шихты, а также убыстрения времени дозирования предложено выполнять с использованием акустического экспресс-анализа. Метод основан на разложении акустического сигнала порождаемого взаимодействием движущегося потока шихтосмеси и шихтопровода. Разложение сигнала с использованием быстрого преобразованию Фурье в спектры и выделением подспектров, отвечающих за фракционные составляющие, позволит увеличить точность дозирования.

Ключевые слова: автоматизированная система управления, шихта, электродная масса, акустический сигнал, спектральный анализ, дискретное преобразование Фурье, фракционный состав шихтосмеси

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Рассматривается нестационарная система автоматического регулирования скорости двигателя постоянного тока с адаптивным регулятором. Произведено сравнительное имитационное моделирование в Simulink системы с адаптером и без него. Результаты моделирования подтверждают устойчивость адаптивной системы в большем диапазоне изменения нестационарного параметра по сравнению с обычной системой. При этом быстродействие и качество переходных процессов сохраняются на уровне, рекомендуемом для подобных систем.

Ключевые слова: система автоматического управления, нестационарность, адаптивный регулятор, система подчиненного регулирования, электромеханический объект, двигатель постоянного тока

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами