Архив метки: оптимизация

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ ТИПОВЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ


УДК 004.942
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.30.3.001

Д.П. Лащенов, В.Л. Бурковский


В настоящее время в сфере промышленного производства происходит постепенный переход к новому этапу развития, названному Индустрия 4.0. Основная концепция была впервые представлена на выставке в Ганновере в 2011 году. Основной процесс на промышленном заводе по концепции Индустрии 4.0 – цифровое преобразование физической производственной системы в реконфигурируемую цифровую. Реконфигурируемые технологические системы являются последним достижением в развитии производственной системы. Важнейшими характеристиками реконфигурируемых производственных систем являются высокая адаптивная способность аппаратных и программных компонентов для реакции на постоянно меняющиеся рыночные требования к типу и количеству продуктов. Представленный в данной работе программный комплекс предназначен для имитационного моделирования сложноструктурированных систем. К области применения данного комплекса преимущественно относятся реконфигурируемые производственные системы, обеспечивающие выпуск сложной технической продукции с высокими конструктивными и качественными показателями, включающей в себя широкую номенклатуру компонентов и параметров. В основу программного комплекса положено формализованное описание производственной системы как многоканальной многофазной системы массового обслуживания (СМО). При этом моделирование объектов строится на базе типовых моделей производственных систем обработки и сборки. Программный комплекс разработан на языке объектно-ориентированного программирования JAVA с применением инструментальной среды имитационного моделирования AnyLogic.

Ключевые слова: имитационное моделирование, реконфигурируемая производственная система, сложноструктурируемый объект, программный комплекс, оптимизация, система массового обслуживания, AnyLogic, система поддержки принятия решений

Полный текст статьи:
LashchenovBurkovsky_3_20_1.pdf

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ ДУАЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ ПЕРСОНАЛА ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ


УДК 681.3
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.026

К.И. Львович, Ю.П. Преображенский


Статья ориентирована на одну из актуальных проблем, возникающих в ходе активной цифровизации производственных, социальных и экономических систем, – увеличение количества и объема решаемых задач в рамках инфокоммуникационных систем. Эти задачи связаны с цифровой трансформацией больших данных и переноса цифрового ресурса в управленческую и физическую среды. При этом значимость персонала при решении указанных задач в рамках человеко-машинной системы существенно возрастает. Для обеспечения высокой производительности, безошибочности задач требуется практико-ориентированный механизм подготовки кадров. Формирование такого механизма требует оптимизационного подхода при управлении эффективностью системы обучения персонала. Рассматривается формирование алгоритмического обеспечения принятия решений при управлении образовательной системой дуального обучения персонала инфокоммуникационных систем. Показано, что структура алгоритмической процедуры определяется последовательностью задач оптимизации, связанных с управлением при разработке образовательной программы на множестве тематических модулей, которые обеспечивают выполнение образовательного и профессионального стандартов, и форм реализации дуального обучения. Особенностью экстремальных задач является их принадлежность к классу дискретного программирования. Предложена интегрированная многошаговая схема рандомизированного поиска с определенными условиями перехода итерационного решения оптимизационных задач в последовательности получения оптимального варианта образовательной программы. Окончательное управленческое решение определяется оценкой, которая проводится путем поиска согласованного мнения группы экспертов.

Ключевые слова: управление, образовательная система, дуальное обучение, оптимизация, дискретное программирование, рандомизация, экспертное оценивание

Полный текст статьи:
LvovichK_PreobrazhenskyY_2_20_1.pdf

УПРАВЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ И ЭКСПЕРТНЫХ ПОДХОДОВ


УДК 517.977
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.28.1.031

М.В. Питолин, Ю.П. Преображенский


В настоящее время наблюдается развитие различных методов и подходов, связанных с управлением распределенными энергетическими системами. При их использовании требуется сбор большого количества информации. При использовании рейтинговых оценок функционирования энергетических систем возникает ряд проблем. В ходе управления ресурсоэффективностью распределенной энергетической системы существенным является вопрос о принятии рационального решения. При этом важна информация двух видов. Первый связан с формализованным решением задачи с использованием оптимизационного моделирования. Второй основан на экспертном оценивании соответствующих результатов. Такую информации следует объединять, поскольку выбор будет многокритериальным по ресурсному обеспечению. В такой задаче существует множество мониторируемых показателей эффективности работы распределенной энергетической системы. Решение задачи, которая связана одним критерием, большей частью, рассматривается как задача линейного программирования. При этом применяются непрерывные или целочисленные переменные. В данной работе показано, как формируется оценка эффективности распределенных энергетических систем. Разработана оптимизационная модель задачи и сформированы процедуры экспертной оценки управленческих решений. Результаты представленной работы полезны для управления сложными распределенными энергетическими системами.

Ключевые слова: распределенная энергетическая система, оптимизация, экспертная оценка, принятие решений, системный анализ.

Полный текст статьи:
PitolinPreobrazhenskiyUP_1_20_1.pdf

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЙТИНГОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ


УДК 681.3
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.28.1.030

Б.А. Чернышов


Рассматривается класс социально-экономических систем, для которых характерно объединение управляющим центром объектов в организационное целое. Показана возможность реализации целей управляющего центра на основе результатов рейтингового оценивания. Исследуются направления формализации механизмов рейтингового управления на основе построения определенных классов математических и оптимизационных моделей. Обоснована структура трех классов моделей, характеризующих взаимодействие объектов организационной системы с управляющим центром: упорядочения, ресурсного обеспечения, рейтингового состояния. Первый класс основан на применении различных модификаций интегрального оценивания показателей, используемых для рейтингования, второй – на распределении ресурсного обеспечения от величины рейтинга, а третий – на формализации динамики изменения рейтингового состояния взаимности от изменения показателей эффективности функционирования объектов. Построение математических моделей позволяет перейти к формализованному описанию задач оптимизации рейтингового управления. Дана характеризация структур оптимизационных моделей, соответствующих основным механизмам рейтингового управления: блочного, дискретного программирования. Показана необходимость сочетания численных методов и экспертного оценивания для их решения.

Ключевые слова: рейтинговое управление, социально-экономическая организационная система, моделирование, оптимизация.

Полный текст статьи:
Chernyshov_1_20_1.pdf

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ В УПРАВЛЕНИИ ПОРТФЕЛЯМИ ПРОЕКТОВ


УДК 338.46
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.28.1.022

А.В. Шаповалов, А.П. Преображенский, О.Н. Чопоров


В работе рассматриваются задачи, связанные с оптимизацией управления проектами в организациях. Актуальность подобных задач обусловлена тем, что при формировании портфелей инвесторов необходимо обеспечивать удовлетворение характеристик проектов определенным условиям. Конкурентоспособность организаций обеспечивается за счет того, что выбор проектов базируется на соответствующих подходах, при этом среди таких подходов должно наблюдаться методологическое единство. Несогласованность по отдельным проектам, их потребностям, приоритетам могут обусловить нарушение нормальных режимов работы компании, что часто ведет к срыву большого числа проектов. Необходимо расставлять требуемые приоритеты по всей организации и учитывать движение и распределение всех ресурсов. Подобные проблемы могут быть успешным способом решены в рамках управления портфелем проектов — набором проектов, которые могут быть не связаны технологическим образом и реализуемые организациями, чтобы были достигнуты её стратегические цели. В данной работе дан анализ существующих подходов при управлении проектами, портфелями, продемонстрированы возможности применения методов линейной оптимизации. На основе метода линейного целочисленного программирования решена задача выбора проектов, дающих наибольшую финансовую выгоду для компании. На основе метода целевого целочисленного программирования при добавлении дополнительных условий в рамках нескольких сценариев показано, какие проекты могут быть выбраны с учетом того, что риск не превышает заданного значения. Предлагаемый в работе подход может быть полезен в различных организациях в ходе определения лучших портфелей проектов.

Ключевые слова: портфель проектов, организация, оптимизация, критерий, управление, линейное программирование.

Полный текст статьи:
ShapovalovSoavtors_1_20_1.pdf

ОПТИМИЗАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ РЕСУРСНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В ОРГАНИЗАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ


УДК 681.3
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.024

Я.Е. Львович, Б.А. Чернышов, О.Н. Чопоров


В статье рассматривается последовательность действий по формированию оптимизационной модели и алгоритма интеллектуальной поддержки процесса рейтингового управления распределением ресурсного обеспечения в организационной системе. Структура системы рейтингового управления определяется набором признаков, позволяющих установить последовательность частных задач управления, которые образуют единый цикл принятия решений. Оптимизационная модель формирует экстремальные и граничные требования при согласовании интересов управляющего центра системы и администрации входящих в нее объектов при распределении ресурсного обеспечения, которое выделено на каждое направление деятельности, способствующее изменение показателей эффективности для улучшения позиции объекта в рейтинге. Объединение формализованных требований приводит к блочной задаче линейного программирования. Алгоритм интеллектуальной поддержки основан на игровом подходе к решению блочной задачи линейного программирования. С этой целью осуществлен переход к векторно-матричной форме записи прямой и двойственной задач линейного программирования и итерационному поиску седловой точки функции Лангража с предварительным разделением матрицы коэффициентов и вектор ограничений на две части.

Ключевые слова: организационная система, рейтинговое управление, оптимизация, интеллектуальная поддержка, линейное блочное программирование.

Полный текст статьи:
LvovichSoavtori_4_19_1.pdf

МЕТОД РОЯ ЧАСТИЦ С АДАПТИВНЫМИ СОЦИАЛЬНОЙ И КОГНИТИВНОЙ КОМПОНЕНТАМИ


УДК 519.6
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.26.3.006

Б.С. Ермаков

Эффективность решения оптимизационных задач с помощью метода роя частиц в значительной степени зависит от выбранных исследователем значений социальной и когнитивной компонент. На данный момент нет возможности однозначно определять такие значения этих параметров, которые бы обеспечивали максимальную эффективность поиска решения для конкретной задачи. В целях устранения этого недостатка, в данной статье предлагается модификация метода роя частиц, в которой социальная и когнитивная компоненты алгоритма адаптируются в процессе оптимизации к исследуемой задаче, избавляя таким образом исследователя от необходимости подбирать значения этих компонент вручную. В основе адаптации лежат принципы, сходные с генетическими алгоритмами: осуществляются отбор наиболее эффективных частиц, скрещивание – передача их значений социальной и когитивной компонент другим частицам, и мутация – случайные модификации значений компонент. Для оценки эффективности полученного алгоритма была проведена серия экспериментов по нахождению минимумов нескольких тестовых функций. Найденные минимумы, усредненные по каждой группе тестов, сравнивались с минимумами, найденными каноническим методом роя частиц. На основе полученных результатов, была выдвинута и подтверждена статистическая гипотеза о превосходстве адаптивного методя роя частиц над каноническим. Проведенное исследование свидетельствует об эффективности применения представленного адаптивного метода для решения практических задач.

Ключевые слова: оптимизация, метод роя частиц, адаптация, генетические алгоритмы.

Полный текст статьи:
Ermakov_3_19_1.pdf

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ ДОКУМЕНТА ДЛЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ТАБЛИЧНОГО ПРОЦЕССОРА


УДК 004.021
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.020

А.П. Чернов , В.Н. Князев


В данной статье рассматриваются актуальные вопросы разработки модифицированных алгоритмов хранения данных документа для программных средств табличного процессора, функционирующего под управлением операционной системы специального назначения (ОССН). Анализ существующих механизмов хранения данных документа, применяющихся в современных табличных процессорах, выявил ряд их слабых сторон, в числе которых особенно было выделено использование в процессе работы избыточного объёма оперативной памяти. Соответственно цель данной научной работы заключается в разработке алгоритма, оптимального по объёму используемой оперативной памяти. Предложенный модифицированный алгоритм совмещает в себе сильные стороны DOM и SAXXML-процессоров. Предложенный алгоритм позволяет снизить требования к ресурсам оперативной памяти при работе с содержимым документа, что положительно сказывается на общем быстродействии системы. В процессе рассмотрения проблем, обозначенных в этой статье, было проведено визуальное и онтологическое моделирование предлагаемого алгоритма. В результате проведённой работы был разработан алгоритм хранения данных документа, оптимальный по используемой оперативной памяти. Результаты научной работы были использованы как основной механизм взаимодействия с содержимым документа в рамках табличного процессора, разрабатываемого для ОССН в НТП «Криптософт».

Ключевые слова: модифицированный алгоритм, хранение данных, оптимизация, табличный процессор, XML-процессор, XML, DOM, SAX.

Полный текст статьи:
ChernovKnyazev_2_19_1.pdf

МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТАЛЛО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ НА ОСНОВЕ КОМБИНИРОВАННОГО ПОДХОДА

УДК 629.7.05

И.Я. Львович, А.П. Преображенский, О.Н. Чопоров, Е Ружицкий


В состав современных радиопередающих устройств могут входить антенны, сформированные как из металлических, так и диэлектрических компонентов — металлодиэлектрические антенны. Они являются достаточно компактными и могут размещаться на различных объектах техники. В работе проведено моделирование металлодиэлектрической антенны на основе комбинированного подхода. Приведена схема построения антенны в разных плоскостях. Рассмотрен процесс рассеяния плоской электромагнитной волны на антенне. Разработан комбинированный алгоритм, включающий метод интегрального уравнения, параллельный подход и генетический алгоритм. В работе интегральное уравнение применяется для того, чтобы определить неизвестные поверхностные электрические токи на поверхности антенны, оно решается на основе метода моментов. Для ускорения расчетов использовался параллельный алгоритм. Матрица импедансов представляется как блочная. Для каждого из блоков применяется свой параллельный поток. При учете влияния на рассеянное поле плоского диэлектрического волновода используется метод, связанный с обобщенной матрицей рассеяния. Для решения задачи многоальтернативной оптимизации, связанной с определением линейных размеров антенного устройства при заданной рабочей частотой антенны, используется генетический алгоритм. В результате получены размеры спроектированной антенны для заданных размеров входящих в ее состав компонентов.

Ключевые слова: антенна, интегральное уравнение, параллельные вычисления, оптимизация, генетический алгоритм.

Полный текст статьи:
LvovichSoavtors_4_18_1.pdf

МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ КОРРЕКЦИИ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ

УДК 629.7.05

А.В. Сизов, С.В. Ипполитов, А.Ю. Савченко, В.А. Малышев


В статье предложена методика формирования требований к системе коррекции инерциальной навигационной системы на основе решения многопараметрической оптимизационной задачи, которая позволит обосновать требуемые значения навигационных параметров для различных типов авиационных комплексов с целью повышения их боевой эффективности. Суть данной методики заключается в выборе требуемых оптимальных значений показателей точности навигации и точности коррекции, ограниченных нормативно-технической документацией и ресурсами вычислительными среды с одной стороны, и достижением максимальной боевой эффективности с другой. Полученные оптимальные значения параметров точности навигации и скорость нарастания ошибки счисления координат инерциальной навигационной системы определяют частоту коррекции инерциальной навигационной системы. На основе выявленной связи точности навигации и размера рабочей области ЭКМ получена зависимость вычислительных ресурсов от точности навигации. А на основе выявленной связи точности коррекции и количества секторов рабочей области ЭКМ получена зависимость вычислительных ресурсов от точности коррекции. В результате решения многопараметрической оптимизационной задачи определена взаимосвязь частоты коррекции и точности навигации при неизменной скорости нарастания ошибки счисления координат. Данное решение позволяет определить оптимальное значение точности навигации и точности коррекции, обеспечивающие максимальную боевую эффективность.

Ключевые слова: инерциальная навигационная система, оптико-электронная система, электронная карта местности, оптимизация.

Полный текст статьи:
SizovSoavtors_4_18_1.pdf