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 рассматривается разработка алгоритма автоматизированного контроля и корректировки технологических параметров при производстве асфальтобетонных смесей. Основой предлагаемого подхода служит анализ данных о физико-механических свойствах компонентов смеси с применением методов машинного обучения и статистического анализа. Исследование включает анализ существующих систем контроля качества, разработку математической модели прогнозирования свойств готовой смеси, создание алгоритма оптимизации технологических параметров и проведение экспериментальных исследований. Результаты показывают возможность повышения качества продукции на 15-20% и снижения расхода материалов на 8-12% при внедрении предложенного алгоритма. Практическое применение разработки позволяет обеспечить стабильность технологического процесса и соответствие готовой продукции нормативным требованиям.

Ключевые слова: автоматизированный контроль, асфальтобетонные смеси, технологические параметры, анализ данных, свойства компонентов, математическое моделирование, оптимизация производства

2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 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

Исследована роль автоматизации в системах противопожарной защиты технологических процессов. Мы рассмотрели эволюцию этих систем, оценили современные достижения в области автоматизации и проанализировали их влияние на повышение эффективности противопожарной защиты. Кроме того, мы обратили внимание на преимущества таких систем, их внедрение в различных отраслях промышленности и перспективы дальнейшего развития. В условиях постоянного роста требований к безопасности и стремления к снижению рисков автоматизация противопожарных систем становится не просто инновацией, а необходимостью для устойчивого развития промышленных объектов.

Ключевые слова: современный, безопасность, пожароопасный, автоматизация, система, изоляция, противопожарный, внедрение, пожаротушение, защита

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В работе представлена концепция интеллектуальной надстройки, призванной объединить автоматизированные вертикальные системы хранения, мобильных роботов и стандартные системы управления как складом, так и производственными процессами в единый комплекс. Предложенная математическая модель описывает ключевые аспекты размещения товаров, маршрутизации роботов и учёта пропускной способности оборудования. Алгоритмы оптимизации позволяют формировать и оперативно корректировать планы хранения и перемещения с учётом динамических изменений (всплески спроса, сбои, приоритетные заказы). Результаты моделирования подтверждают, что реализованная система способствует сокращению временных и ресурсных затрат, повышает пропускную способность и обеспечивает более высокую адаптивность логистических операций.

Ключевые слова: логистика, складская оптимизация, автоматизированные вертикальные системы хранения, мобильные роботы, коллаборативные роботы, WMS, MES, математическая модель, алгоритмы оптимизации, интеллектуальная система

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

производственных процессов в период четвертой промышленной революции согласно концепции промышленности 4.0. В концепции Индустрии 4.0 предусмотрена цифровая трансформация производства с использованием современных технологий автоматизированного производства и информационных технологий. Такая трансформация ускоряет темпы производственной и управленческой интеграции производства и уменьшает затраты на обслуживание систем управления и оборудования. Автоматизированное производственное оборудование современных предприятий должно управляться с помощью информационно-коммуникационных технологий. Базовая технология, которая обеспечивает обмен информацией между устройствами и способствует принятию решений в сети является интернетом вещей. Искусственный интеллект, киберфизические системы, ориентация на сервисы, системы скоростной связи и удаленного доступа – это технологии, позволяющие организовать гармоничное интеллектуальное производство. Благодаря этому производство будет иметь максимальный уровень автоматизации процессов и полный их контроль, обратная связь между производственными звеньями и свойствами продукции, уменьшение затрат на единицу продукции и повышение его качества. Проанализированы современные системы автоматизации и указано, что для создания гибких интеллектуальных производственных сред необходимо применять эффективные модели компонентно-базовых систем промышленной автоматизации с высокой надежностью. Представлены пути повышения эффективности компонентно-базовых систем на базе современных технологий: искусственного интеллекта, машинного обучения, быстродействующих беспроводных сетей, систем прогнозирования, мониторинга и обработки данных в режиме реального времени Создание эффективных компонентно-базовых систем промышленной автоматизации снизит время и затраты на единицу продукции, повысит ее качество и надежность производственных систем.

Ключевые слова: автоматизация, индустрия 4.0, эффективность, цифровизация, компонентно базовые системы

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Актуальность точного прогнозирования содержания жира на поверхности мясной продукции обусловлена необходимостью обеспечения эффективного контроля качества в пищевой промышленности. В представленной статье предложен эффективный метод обнаружения и количественной оценки содержания жира на поверхности мяса, основанный на применении цветовой сегментации в пространстве тон-насыщенность-яркость. Использование различий в цветовых характеристиках жировой и мышечной ткани позволяет эффективно сегментировать изображения мясных образцов и производить расчет процентного содержания жира, а также анализировать особенности его распределения. Простота реализации и надежность алгоритма делают его перспективным для применения в системах автоматизированного контроля качества в режиме реального времени, обеспечивая удобство использования и высокую вычислительную эффективность.

Ключевые слова: компьютерное зрение, цветовая сегментация, обработка изображений, библиотека компьютерного зрения, веб-фреймворк, автоматизация контроля качества

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 4.3.3 - Пищевые системы

Рассматривается задача моделирования динамики и управления квадрокоптером с применением каскадной системы на базе пропорционально-интегрально-дифференциальных регуляторов. Цель исследования – создание математической модели динамики аппарата и разработка алгоритма, способного преобразовывать ошибки положения в корректирующие команды для изменения углов наклона. В работе используются методы дискретного интегрирования уравнений движения и симуляции в MATLAB, что позволяет обеспечить устойчивое позиционирование в условиях внешних возмущений и динамических ограничений. Полученные результаты демонстрируют значительное снижение расхождения между текущей позицией и заданной точкой, а также существенное повышение точности управления, несмотря на выявленные остаточные погрешности, требующие дальнейшей оптимизации алгоритмов.

Ключевые слова: квадрокоптер, динамика полёта, математическое моделирование, каскадное управление, позиционный регулятор, ориентационный регулятор, оптимизация управления

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье представлена краткая характеристика тепловой электростанции Березовской ГРЭС, подробно описан объект проектирования, и проведен анализ существующих систем автоматизации. По результатам анализа сделан вывод о том, что необходимо техническое перевооружение ОПО, подразумевающее под собой модернизацию применяемых на опасном производственном объекте технических устройств. Для проектируемой системы управления технологическим процессом выбрано необходимое оборудование. Создано архитектурное решение системы, обеспечивающее эффективное функционирование и высокий уровень надежности. Проведен расчет показателей надежности, подтвердивший соответствие нормативным требованиям и подтверждающий достаточную продолжительность безотказной работы.

Ключевые слова: удаленный контроль и управление, мазутное хозяйство, программирование ПЛК, импортозамещение, АРМ-оператора

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Проводится экспериментальное исследование предельных деформаций трехкомпонентного композита из металлических порошков FeNiCu при прокатке с различными обжатиями, что позволяет оценить параметры пластичности материала, и тем самым исключить различные проявления разрушения (трещины, разрывы, расслоения и пр.). В зависимости от величины деформации и пропорционального содержания отдельных компонентов, определяется относительная плотность композита. Результаты будут востребованы при разработке технологических процессов обработки давлением композитных материалов, в частности получения порошкового проката заданной плотности

Ключевые слова: композит, псевдосплав, обработка давлением, прокатка, пластичность, обжатие, разрушение, расслоение, относительная плотность композита

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.6.5 - Порошковая металлургия и композиционные материалы

В статье рассматривается задача динамического управления 3-связным манипулятором, предназначенным для траекторного следования в условиях внешних динамических возмущений. Для обеспечения устойчивости работы системы предлагается адаптивный ПИД-регулятор, основанный на методах кинематики и динамики многозвенной системы. Подробно описаны аналитические выводы прямой кинематики, вычисление матрицы Якобиана и алгоритм компенсации возмущений. Экспериментальная часть представлена в виде моделирования в MATLAB, результаты которого иллюстрируются графиками движения, сходимости ошибки, зависимости углов звеньев и управляющих моментов, а также сравнительными таблицами характеристик системы при различных уровнях возмущений.

Ключевые слова: робототехника, манипулятор, адаптивный ПИД-регулятор, динамическое управление, прямая кинематика, матрица Якобиана, компенсация возмущений

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В данной статье представлены методы решения задачи линейного раскроя (ЗЛР) с критерием минимизации числа отходов и перестановок ножей. Задача линейного раскроя в общем виде представляет собой оптимизационную задачу, которая заключается в размещении заданных видов материала (рулонов) так, чтобы минимизировать отходы и/или максимизировать использование исходных материалов с учетом ограничений по количеству ножей, ширины тамбура и требуемых заказов. Рассматривается частный случай задачи с дополнительным условием по минимизации перестановок ножей и следующие подходы для его решения: метод полного перебора, а также случайный поиск на основе генетических и эволюционных алгоритмов. Для различных методов решения ЗЛР представлен псевдокод. Проведено сравнение по алгоритмической сложности, контролируемости времени исполнения и точности.

Ключевые слова: планирование производства бумаги, линейный раскрой, полный перебор, генетический алгоритм, минимизация отходов, минимизация перестановок ножей

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

Стальные грузоподъемные канаты играют важную роль в металлургическом оборудовании, обеспечивая надежность и эффективность подъемных операций. Одной из ключевых особенностей их эксплуатации является высокий уровень загрязнений, характерный для металлургических производств. Металлургические процессы часто сопровождаются образованием пыли, металлических стружек и прочих абразивных частиц, которые могут существенно ухудшать состояние канатов, вызывая износ и коррозию. Для поддержания эффективной работы оборудования необходимо осуществлять мониторинг состояния грузоподъемных канатов в режиме реального времени, что делает актуальной задачу совершенствования автоматических систем контроля состояния канатов. В работе проведен обзор методов оптического контроля дефектов грузоподъемных стальных канатов, рассматриваются преимущества и ограничения различных подходов. Целью работы является обоснование эффективности разработанной авторами методики анализа изображений дефектов канатов с применением нейронных сетей относительно методики, основанной на дискретном преобразовании Фурье. Выявлено, что одним из наиболее перспективных с точки зрения технико-экономической эффективности способов контроля является применение системы технического зрения с обработкой изображения на основе технологии сверточных нейронных сетей, позволяющих эффективно выявлять дефекты в условиях сложных и изменяющихся эксплуатационных условий, таких как металлургическое и горно-обогатительное производство, где фон изображения может быть неоднородным, а расстояние между камерой и канатом изменяется.

Ключевые слова: грузоподъемные канаты, системы технического зрения, оптические методы контроля, быстрое преобразование Фурье, скрытые марковские модели, сверточные нейронные сети

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Разработка, внедрение и постоянное совершенствование систем диагностирования объектов инфраструктуры Российских железных дорог (РЖД) определяются как условия обеспечения надежной и безопасной эксплуатации.
Наиболее оптимальным, с точки зрения эффективности функционирования системы диагностирования, является обеспечение возможности контроля диагностических параметров с заданной точностью, автоматически, без вывода оборудования из работы, в режиме реального времени. Такой подход позволяет значительно упростить процедуры эксплуатационного контроля. В статье рассматриваются способы автоматизации контроля изоляции объектов инфраструктуры РЖД.

Ключевые слова: система диагностирования, инфраструктура, эксплуатационный контроль, автоматизация

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В настоящей статье рассматривается проблема повышения точности и объективности оценки качества мяса. Представлен подход к автоматизированной оценке качества продукта, основанный на интеграции системы компьютерного зрения (СКЗ) и методов глубокого обучения. Здесь использована сверточная нейронная сеть VGG-16, предварительно обученная на большом наборе данных ImageNet, что позволило эффективно применить трансферное обучение. Описан процесс предварительной обработки данных, архитектура используемой нейронной сети. Приведены результаты обучения и валидации модели, демонстрирующие высокую точность классификации образцов мяса по признаку «свежее/испорченное». Подчеркивается потенциал предложенного подхода для автоматизации контроля качества в мясной промышленности и снижения влияния субъективных факторов.

Ключевые слова: компьютерное зрение, глубокое обучение, сверточная нейронная сеть, трансферное обучение, оценка качества мяса, автоматизация процесса, классификация изображений, автоматизация контроля качества

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 4.3.1 - Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса

Обеспечение высоких показателей качества бумажной продукции, изготавливаемой на современных широкоформатных бумагоделательных машинах, требует применения систем точного регулирования основных параметров: вес 1м2, влажность и толщина. Технологическая сложность данной задачи обусловлена необходимостью одновременного управления многочисленными исполнительными устройствами по ширине бумажного полотна. Представленное исследование демонстрирует инновационную систему управления основными параметрами качества бумаги в поперечном направлении, построенную с применением нейросетевых технологий. Разработанное решение обеспечивает высокую точность регулирования параметрами в сравнении с традиционными методами управления, что подтверждается результатами экспериментальной проверки в производственных условиях.

Ключевые слова: целлюлозно-бумажное производство, бумагоделательная машина, управление по ширине полотна, нейронный регулятор, взаимосвязанное управление, объект управления с распределенными параметрами, исполнительный механизм, система управления, бумажное полотно

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности

Современные автоматизированные системы управления технологическими процессами программные комплексы мониторинга, диспетчеризации, обработки данных и управления промышленным оборудованием. Корректная работа этих систем зависит от предсказуемого и устойчивого развертывания программных компонентов, что требует детерминированного подхода к управлению конфигурацией. В данной работе предложена математическая модель управления конфигурацией программных средств, основанная на разностных уравнениях дискретных систем. Проведено численное моделирование в среде Octave, подтверждающее корректность предложенной модели и позволяющее анализировать влияние параметров управления на динамику процесса. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации стратегий автоматизированного развертывания программных комплексов в промышленных системах.

Ключевые слова: автоматизированное управление, программные комплексы, дискретные системы, разностные уравнения, устойчивость, диспетчеризация, мониторинг

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассматривается проблема обеспечения качества грузовых перевозок с использованием информационных технологий. В качестве основного метода улучшения эффективности и надежности управления грузоперевозкой предлагается использование цифрового двойника транспортных объектов – участников транспортно-логистических процессов. Цель исследования - разработка рекомендаций по созданию цифровых моделей на транспорте. Гипотезой является предположение о результативности применения процессного подхода при разработке моделей цифровых двойников для улучшения их адекватности и эффективности по управлению грузоперевозками. Рассмотрена задача контроля перевозки грузов в рефрижераторном контейнере с управляемым климатическим режимом на основе цифрового моделирования. Выработаны предложения по разработке цифровых моделей для информационного сопровождения транспортно-логистических процессов на основе процессного подхода.

Ключевые слова: Бизнес-процесс, моделирование, BPMN, IDEF1, DFD, сети Петри, математическая модель, интеллектуальная 3D модель

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В работе представлены результаты расчета показателей надежности и анализа отказоустойчивости подсистемы контроля и управления давлением пара в паровой завесе трубчатой печи технологической установки гидроочистки дизельного топлива. Обоснована эффективность резервирования критических элементов для повышения функциональной безопасности.

Ключевые слова: надежность, отказоустойчивость, паровая завеса, трубчатая печь, гидроочистка, дизельное топливо, резервирование, функциональная безопасность

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Статья посвящена разработке прикладного программного обеспечения для автоматизированного колорирования изображений в палитры традиционных народных промыслов. Рассматривается процесс выявления палитр народных росписей, алгоритм переноса цветовых решений на авторские изображения и представление данного алгоритма в коде компьютерной программы на языке Python. Объясняется схема взаимодействия программы с пользователем. Описываются варианты практического применения созданного прикладного программного обеспечения в работе художников, при создании дизайн-проектов, для сохранения культурного наследия и передачи его новым поколениям. Результаты исследования демонстрируют эффективность автоматизированного подхода для колорирования изображений, сокращения временных затрат и упрощения работы дизайнеров. Статья может быть интересна для специалистов в области компьютерной графики, дизайнеров и исследователей цифровых технологий в области обработки изображений.

Ключевые слова: прикладное программное обеспечение, цифровые технологии, колорирование, цветовые палитры, традиционные народные промысла, алгоритмы колоризации, графический дизайн, python программирование, обработка изображений

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности

Основная часть электрифицированных железных дорог, а также трасс прохождения воздушных линий внешнего электроснабжения, линий автоблокировки и линий продольного электроснабжения расположена на местности с резко континентальным климатом, где климатические условия способствуют возможности гололедообразования. В статье рассмотрена эффективность применения противогололедных мероприятий на устройствах электроснабжения электрифицированных железных дорог.
Приведены результаты расчета противогололедной схемы при проведении профилактического подогрева контактной сети с учетом ее однородности уравнительным током. Проанализирована успешность применения профилактического подогрева для исследуемого участка.

Ключевые слова: тяговая сеть переменного тока, борьба с гололедом, плавка гололеда, профилактический подогрев, рабочее напряжение, схема замещения, выбор параметров

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.9.3 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

В статье рассматриваются варианты решения проблемы замедления цикла работы программируемых логических контроллеров, возникающей при реализации сложных алгоритмов. У большинства современных программируемых логических контроллеров цикл работы напрямую зависит от объёма пользовательской программы. Программа выполняется псевдопараллельно, поэтому сложность алгоритма влияет на замедление цикла косвенно, через увеличение объёма кода. Разрастание программы приводит к замедлению отклика контроллера на изменения состояния входов. В некоторых случаях разработчики контроллеров предоставляют программистам возможности, позволяющие нарушить естественный порядок выполнения рабочего цикла, тем самым сокращая время реакции. Достоинства и недостатки таких методов подробно разобраны в данной статье. В качестве альтернативного способа уменьшения времени реакции контроллера рассматривается возможность передачи исполнения части алгоритма сенсорной панели оператора. Современные сенсорные панели, помимо своей основной задачи – реализации человеко-машинного интерфейса, обладают множеством дополнительных функций, среди которых возможность применения макросов. Приведён основной функционал макросов и продемонстрирована возможность обмена данными между контроллером и панелью. Эта возможность является необходимым условием для делегирования части функций контролера панели. Подробно разобраны ограничения и риски, возникающие при применении данного подхода, а также обозначены ситуации, в которых предпочтительно применять этот метод.

Ключевые слова: программируемый логический контроллер, сенсорная панель оператора, цикл работы контроллера, распределение вычислительных ресурсов, макросы

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами