ссылке - Инноватика - Московский институт электроники и

®
Национальный
исследовательский университет
«Высшая школа экономики»
Московский институт
электроники и математики
(МИЭМ)
Научно
образовательный центр
«Асоника»
XX Международная научно–техническая конференция
и Российская научная школа молодых ученых и специалистов
СИСТЕМНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАДЁЖНОСТИ,
КАЧЕСТВА, КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ,
ИНФОРМАЦИОННЫХ И ЭЛЕКТРОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТАХ
(ИННОВАТИКА - 2014)
SYSTEM PROBLEMS OF RELIABILITY, QUALITY,
COMPUTER MODELING, INFORMATION
AND ELECTRONIC TECHNOLOGIES
IN INNOVATIVE PROJECTS
(INNOVATIKA - 2014)
Научно–исследовательский Форум
РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ
ИННОВАЦИОННЫХ СИСТЕМ РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
APPLICATION OF HIGH-TECH INNOVATIVE SYSTEMS
FOR REGIONAL DEVELOPMENT
6 - 8 октября 2014 г.
Материалы Международной конференции,
Российской научной школы и Форума
Москва-Сочи
2014
1
УДК 621.396.6.001.66(075)
Системные проблемы надёжности, качества, компьютерного моделирования, информационных и
электронных технологий в инновационных проектах (ИННОВАТИКА – 2014;). / Материалы Международной
конференции, Российской научной школы и Форума. – М.: 2014. - 205 с.
ИБ № 376
ISBN 5-256-01748-9
УЧРЕДИТЕЛИ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ,
РОССИЙСКОЙ НАУЧНОЙ ШКОЛЫ И ФОРУМА
Международная академия информатизации; Российская академия естественных наук; Российская
академия надёжности; АНО «Академия надёжности»; Научно-учебный центр «АСОНИКА».
Московский институт электроники и математики (технический университет); Воронежский
государственный технический университет; Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная
академия им. В.М. Кокова; НОУ «Институт экономики и предпринимательства» (г. Москва); НОУ «Сочинский
морской институт».
IstanbulMedeniyetUniversity, Российская академия естественных наук, Институт проблем
математических машин и систем НАН Украины, ОАО «ГСКБ Концерна ПВО «Алмаз-Антей» им. акад. А.А.
Расплетина», Управление берегозащитных и противооползневых работ ЭКСПЕРТИЗА, ООО «Проектный НИИ
строительства и современных технологий», Воронежский государственный технический университет,
Волгоградский
государственный
технический
университет,
НОУ
«Институт
экономики
и
предпринимательства», ОАО «Московское конструкторское бюро «Компас», ООО «Экспертно-строительная
лаборатория», ФГУП «НТЦ «Атлас» и его Пензенский филиал, ОАО «Концерн «Моринформсистема – Агат»,
ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга», ОАО «Раменское приборостроительное КБ», ФГУП «НИИ
«Полюс» им. М.Ф. Стельмаха, ОАО «Серпуховский завод «Металлист», ОАО «Российские космические
системы», ОАО «Газпром космические системы», ЗАО «Светлана – Полупроводники», ФГУП НИИ
Автоэлектроники, АНО «Академия надёжности», Сочинский морской институт, ОАО «Ленинец» – холдинг»,
ФГУП «МКБ «Электрон», ООО НПП «Антарес», ОАО «ЦНИИ «Курс», Журнал «Надёжность», ОО
«МАООВО», Пансионат «Олимпийский-Дагомыс» (г. Сочи)
Учёный секретарь - Сотникова С.Ю.
Материалы подготовлены и напечатаны ОАО «Концерн «Моринформистема – Агат»
ISBN 5-256-01748-9
© Оргкомитет, 2014
2
АСОНИКА - НЕОБХОДИМЫЙ ИНСТРУМЕНТ РАЗРАБОТЧИКА
ВЫСОКОНАДЕЖНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
Кофанов Ю.Н., Шалумов А.С.
(НИУ ВШЭ)
"Аварийный пуск ракеты-носителя "Протон-М", вкупе с аналогичным случаем в
августе прошлого года, свидетельствует о возможных проблемах, имеющих место при
производстве и эксплуатации космической техники», - считает Первый заместитель комитета
Государственной Думы РФ по промышленности, Первый вице-президент Союза
машиностроителей России Владимир Гутенев. Исправить ситуацию, по мнению депутата,
можно "только консолидированными усилиями: с участием представителей Роскосмоса,
конструкторских бюро, предприятий-производителей, общественности и власти".
Дело в том, что мы уже около 40 лет занимаемся проблемами компьютерного
моделирования и защиты электронной аппаратуры (космической, авиационной, для
подводных лодок и др.) от внешних тепловых, механических, радиационных,
электромагнитных и других опасных воздействий, 10 лет подряд были членами комиссии
Министерства обороны РФ по приемке спецтехники и знаем проблемы нашей электроники
изнутри, так как давали заключения по качеству и надежности на основе подробного
компьютерного моделирования на основе разработанной нами системы АСОНИКА. В
данном направлении нашими учениками защищены кандидатские и докторские диссертации,
нашим научным коллективом в 2001 году получена премия Правительства РФ в области
науки и техники, опубликованы сотни статей, монографий и учебных пособий.
Вся современная техника (ракеты, самолеты, танки, корабли, подводные лодки,
автомобили) обязательно включает электронную аппаратуру, которая состоит из печатных
плат, микросхем и др. И если она не работает, то не работает вся техника.
Работу аппаратуры значительно ухудшает воздействие вибраций, ударов, тепла,
электромагнитных полей, радиации и т.д. Поэтому важным этапом создания электронной
аппаратуры являются их испытания на все эти воздействия. Испытания являются
дорогостоящими, требуют много времени и часто не позволяют правильно дать прогноз выдержит или не выдержит электронная аппаратура в реальных условиях, особенно в
критических режимах.
В течение 35-и лет мы создавали и апробировали на многих российских
предприятиях, прежде всего оборонной, космической и авиационной отраслей, прорывную
технологию двойного назначения. Суть этой технологии: используя разработанную нами
Автоматизированную систему обеспечения надежности и качества аппаратуры
(АСОНИКА), можно с помощью компьютера предвидеть и предотвращать возможные
отказы - поломки и сгорания электронной аппаратуры, размещаемой на военных,
космических и гражданских объектах.
Причем все это можно сделать в течение нескольких часов и очень наглядно.
АСОНИКА – это замена испытаний электронной аппаратуры компьютерным
моделированием на внешние тепловые, механические, электромагнитные, радиационные и
другие воздействия еще до изготовления самой аппаратуры. Система аттестована
Министерством обороны РФ, выпущены Руководящие документы военные. Имеется
лицензия Роскосмоса. Это значительная экономия денежных средств и сокращение сроков
создания аппаратуры при одновременном повышении качества и надежности за счет
сокращения количества испытаний. Применение системы АСОНИКА поможет не допустить
катастрофы, аналогичные ГЛОНАСС, «Фобос-Грунт», «Меридиан», «ПРОТОН» и др.
Система АСОНИКА - победитель конкурса Русских инноваций 2009. Аналогов системы
АСОНИКА нет как в России, так и за рубежом. Это подтверждено официальными
документами в Индии, США, Республике Беларусь.
3
Президент России В.В. Путин лично ознакомился с системой АСОНИКА и дал ей
высокую оценку:
АСОНИКА
Вот некоторые фрагменты обнаружения поломок и сгорания электронной аппаратуры:
Красным цветом на рисунках показаны места возможных перегревов и механических
перегрузок.
Система АСОНИКА уже сегодня активно применяется в ОАО "РКК "Энергия" и на
ряде других ведущих предприятий России.
Применение системы АСОНИКА обеспечит автоматизированное проектирование и
комплексное компьютерное моделирование высоконадежных радиоэлектронных средств
(РЭС) в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов в соответствии с
требованиями CALS-технологий на этапах проектирование–производство–эксплуатация и
тем самым обеспечит:
– повышение качества проектирования сложных РЭС;
– исключение критических ошибок при проектировании сложных РЭС;
– сокращение времени и трудоемкости работ по проектированию сложных РЭС;
– достижение полного охвата всех этапов жизненного цикла продукции от
маркетинговых исследований до утилизации в соответствии со стандартами CALSтехнологий;
– учет наиболее полного спектра воздействующих факторов (механических, тепловых,
электромагнитных, радиационных);
– снижение сроков и затрат на проектирование за счет доступности разработчику
сложных РЭС предлагаемых программных средств и адекватности результатов
моделирования.
Из Указа Президента РФ от 7 мая 2012 г. №603 «О реализации планов (программ)
строительства и развития Вооруженных Сил Российской Федерации, других войск, воинских
формирований и органов и модернизации оборонно-промышленного комплекса» следует,
что «планируется внедрить систему управления полным индустриальным циклом
4
производства вооружения, военной и спецтехники – от моделирования и проектирования до
серийного выпуска изделий, обеспечения их эксплуатации и дальнейшей утилизации».
Реализация данного пункта Указа невозможна без применения системы АСОНИКА, так как в
России отсутствуют аналогичные системы и научные школы с соответствующим научнотехническим заделом. Для создания аналога системы АСОНИКА необходимо не менее
двадцати лет интенсивной работы.
Система АСОНИКА предназначена для решения четырех основных проблем,
существующих при разработке современных РЭС:
– предотвращение возможных отказов при эксплуатации на ранних этапах
проектирования за счет комплексного моделирования разнородных физических процессов;
– обеспечение безопасности человека при полетах на самолетах (предотвращения
авиакатастроф) за счет комплексного автоматизированного анализа системы управления
самолетом на основе созданной электронной модели при всех видах внешних
дестабилизирующих факторах, в том числе в критических режимах;
– сокращение сроков и затрат на проектирование за счет доступности разработчику
аппаратуры предлагаемых программных средств и адекватности результатов моделирования;
– автоматизация документооборота и создание электронной модели РЭС за счет
интеграции предлагаемых программных средств в рамках PDM-системы хранения и
управления инженерными данными и жизненным циклом аппаратуры.
Система АСОНИКА обеспечивает дополнение обычного перечня конструкторской
документации результатами расчетов и моделями, по которым эти расчеты проведены. Тем
самым формируется электронный виртуальный макет создаваемой аппаратуры, который
может быть передан на этапы изготовления и эксплуатации. В рамках системы АСОНИКА
реализуется специальный программный комплекс, который формирует структуру
электронного (виртуального) макета разрабатываемой аппаратуры, наполняет данную
структуру результатами работы проблемных подсистем системы АСОНИКА. Эти
подсистемы позволяют моделировать электрические, тепловые, аэродинамические,
механические и деградационные процессы в аппаратуре, осуществляют диагностическое
моделирование, анализ показателей надежности, а также позволяют интегрироваться с
системами топологического проектирования систем и устройств телекоммуникаций Mentor
Graphics, Altium Designere, PCAD и др.
Программный комплекс управляет процессом отображения результатов модельных
экспериментов на геометрической модели, входящей в состав электронного макета, а также
преобразует электронный макет после его обработки в формат стандарта ISO 10303 STEP.
Данные, входящие в электронный макет, используются на последующих стадиях жизненного
цикла РЭС.
В настоящее время система АСОНИКА состоит из тринадцати подсистем:
– анализа типовых конструкций блоков РЭС на механические воздействия
АСОНИКА-М;
– анализа типовых конструкций шкафов и стоек РЭС на механические воздействия
АСОНИКА-М-ШКАФ;
– анализа и обеспечения стойкости произвольных объемных конструкций, созданных
в системах ProEngieer, SolidWorks и других САО-системах в форматах IGES и SAT, к
механическим воздействиям АСОНИКА-М-3D;
– анализа и обеспечения стойкости к механическим воздействиям конструкций РЭС,
установленной на виброизоляторах, АСОНИКА-В;
– анализа и обеспечения тепловых характеристик конструкций аппаратуры
АСОНИКА-Т;
– анализа конструкций печатных узлов РЭС на тепловые и механические воздействия
АСОНИКА-ТМ;
– автоматизированного заполнения карт рабочих режимов ЭРИ АСОНИКА-Р;
5
– анализа показателей надежности РЭС с учетом реальных режимов работы ЭРИ
АСОНИКА-Б;
– справочная база данных ЭРИ и материалов по геометрическим, физикомеханическим, теплофизическим, электрическим и надежностным параметрам АСОНИКАБД;
– идентификации физико-механических и теплофизических параметров моделей РЭС
АСОНИКА-ИД;
– анализа усталостной прочности конструкций печатных плат и ЭРИ при
механических воздействиях АСОНИКА-УСТ;
– анализа и обеспечения электромагнитной совместимости РЭС АСОНИКА-ЭМС;
– управления моделированием РЭС при проектировании АСОНИКА-УМ.
Система АСОНИКА включает в себя следующие конверторы с известными САПР:
– модуль интеграции системы моделирования электрических процессов в схемах
PSpice и подсистем АСОНИКА-Р, АСОНИКА-Б (ведется разработка модулей интеграции с
системами Mentor Graphics и Altium Designere);
– модуль интеграции систем проектирования печатных узлов PCAD, Mentor Graphics,
Altium Designere и подсистемы АСОНИКА-ТМ;
– модуль интеграции 3D модели, созданной в системах КОМПАС, ProEngineer,
SolidWorks, Inventor, T-FLEX в форматах IGES, SAT и подсистемы АСОНИКА-М (версия
АСОНИКА-М-3D).
Структура автоматизированной системы АСОНИКА предусматривает, что в процессе
проектирования, в соответствии с требованиями CALS-технологий, на базе подсистемы
управления данными при моделировании АСОНИКА-УМ (PDM-системы) и с
использованием подсистем моделирования происходит формирование электронной модели
изделия.
Система ориентирована на разработчика РЭС. С этой целью в подсистемах
АСОНИКА-М и АСОНИКА-ТМ созданы специальные интерфейсы для ввода типовых
конструкций аппаратуры – шкафов, блоков, печатных узлов, что значительно упрощает
анализ физических процессов в РЭС. Если бы пользователь строил модель механических
процессов сложного шкафа или блока в обычной конечно-элементной системе, например
ANSYS, ему пришлось бы вначале пройти специальное обучение и набраться опыта, что
заняло бы примерно около года, а затем в течение нескольких часов вводить саму модель.
Для работы с системой АСОНИКА не нужно специального обучения, достаточно просто
ввести в нее на доступном конструктору языке то, что представлено на чертеже. Ввод того
же сложного шкафа может быть осуществлен в течение получаса. Таким образом,
полноценный комплексный анализ шкафа на тепловые и механические воздействия вплоть
до каждого ЭРИ (получаем ускорения и температуры на каждом элементе) может быть
проведен в течение 1 дня. Целью внедрения системы АСОНИКА является повышение
эффективности работы структурных подразделений предприятия, приведение их в
соответствие с современными мировыми и отечественными стандартами качества,
сокращение сроков проектирования и разработки наукоемких РЭС, повышение надежности
разрабатываемых РЭС.
Внедрение данного программного комплекса позволяет получить значительную
экономию материальных средств за счет сокращения количества испытаний при внедрении
предлагаемого программного обеспечения.
В условиях объявленных со стороны Запада санкций в отношении РФ
проведение вышеуказанных работ становится еще более актуальным. Они полностью
ложатся в основу государственной политики импортозамещения, объявленной Президентом
Российской Федерации Владимиром Владимировичем Путиным, так как система АСОНИКА
- это единственная отечественная система подобного типа, аттестованная Министерством
обороны РФ и рекомендуемая руководящими документами военными для замены испытаний
6
моделированием на ранних этапах проектирования, которая может быть противопоставлена
импортным автоматизированным системам.
Многие предприятия ошибочно полагают, что можно купить "умную" импортную
программу моделирования, которая решит все проблемы. Нет. Без плотной работы с
высококвалифированным коллективом разработчиков эффективное внедрение невозможно.
Для дальнейшего развития системы АСОНИКА и ее полномасштабного внедрения в
России нужна поддержка государства, корпораций и концернов. В связи с этим 4 сентября
2013 года было проведено совещание представителей ООО «НИИ «АСОНИКА», ОАО
«Российские космические системы» и ФГУП ЦНИИмаш о проведении работ по развитию
Автоматизированной системы обеспечения надежности и качества аппаратуры АСОНИКА, в
том числе постоянно обновляемой базы данных электрорадиоизделий в радиоэлектронной
аппаратуре.
Результатом данного совещания явился протокол, направленный в
РОСКОСМОС. С февраля 2014 годы мы ожидаем начало финансирования РОСКОСМОСом
пилотного проекта на базе ОАО «Российские космические системы» в соответствии с
протоколом совещания. Со своей стороны мы готовы сделать все необходимое для
успешного внедрения системы АСОНИКА и базы данных на всех предприятиях
РОСКОСМОСа.
Также к данному вопросу подключился депутат Государственной Думы Владимир
Владимирович Гутенев. В прошлом году он разослала письма о поддержке системы
АСОНИКА в различные министерства и ведомства, например, в Министерство образования
и науки РФ, Министерство обороны РФ, РАН и др. В частности, 27.09.2013 от Генерального
директора ОАО "Российская электроника" А.В. Зверева поступил положительный ответ:
"проект "АСОНИКА" достоин поддержки и ОАО "Росэлектроника" планирует разработать
комплекс мер по повышению качества радиоэлектронной продукции, в том числе с участием
ООО "НИИ "АСОНИКА".
Международная деятельность. Мы активно развиваем международную деятельность
и, прежде всего, в США, Индии и Республике Беларусь. АСОНИКА апробирована в США
в Силиконовой Долине, в Аризонском государственном университете, в университетах,
научных центрах и на предприятиях Индии (Международный институт информационных
технологий в г. Пуна, Университет прикладных наук MSRUAS в г. Бангалор и др.) и
Республики Беларусь (Военная академия Республики Беларусь, Генеральный штаб
Вооруженных сил Республики Беларусь и др.).
США. За последнее время нами сделано 2 доклада в Силиконовой Долине (США,
штат Калифорния) на семинаре по системе АСОНИКА в Сан-Хосе (2012 г.) и на
Международной конференции по надежности электроники 2013 IEEE Workshop on
Accelerated Stress Testing & Reliability (ASTR) в Сан-Диего (2013 г.), а также 2 доклада в
компании Intel (2012 г. и 2013 г.).
По результатам взаимодействия с Аризонским государственным университетом и
компанией Intel были разработаны программы в составе системы АСОНИКА, позволяющие
моделировать тепловые и механические процессы в микросхемах высокой степени
интеграции, в том числе содержащих наноструктуры. При этом определяется число циклов
до усталостного разрушения при нестационарных тепловых воздействиях внутри микросхем.
В настоящее время на базе Аризонского государственного университета создается
центр моделирования "АСОНИКА". В его организации участвуют профессор-исследователь
Аризонского государственного университета Анатолий Коркин и научный сотрудник
Аризонского государственного университа Валерий Халдаров.
Индия
1. С 9 по 16 июня 2013 г. профессор Шалумов А.С. находился в Индии, в г. Бангалоре
по приглашению индийской стороны. В ходе визита его сопровождал Президент крупной
индийско-американской компании Bangalore Integrated System Solutions (BiSS), академик
Академии наук Индии, доктор Р. Сундер. В ходе визита состоялись встречи с
7
представителями ряда компаний и вузов, где профессор Шалумов провел семинары по
системе АСОНИКА. Система АСОНИКА вызвала большой интерес у индусов как в плане
научном, так и образовательном. Были подписаны 2 меморандума. Один из них связан с
информационными технологиями и применением системы АСОНИКА в Индии в крупной
индийской компании KAYNES TECHNOLOGY INDIA. С индийской стороны меморандум
был подписан президентом данной компании доктором Шаратхом Бхатом. Другой
меморандум подписан с влиятельным индийским образовательным фондом GOKULA
EDUCATION FOUNDATION, в состав которого входит множество вузов, где готовят
магистров и аспирантов. Данный меморандум был подписан Президентом фонда доктором
М. Джайрамом и открывает широкие возможности для сотрудничества. Профессор Шалумов
А.С. провел семинар в Индийском институте наук, а также посетил индийско-американскую
компанию BiSS, где ознакомился с современным испытательным оборудованием.
2. В ноябре 2013 года профессор Шалумов А.С. посетил город оборонного значения
Индии - Хайдарабад, где провел на базе International Advanced Research Centre For Powder
Metallurgy And New Materials (ARCI) семинар по системе АСОНИКА с двумя ведущими
оборонными предприятиями Индии, находящимися в Хайдарабаде - ICOMM TELE LTD
(частная компания) и Research Centre Imarat (государственная компания). С обеими
предприятиями достигнуты договоренности о внедрении системы АСОНИКА в процесс
проектирования электронной аппаратуры.
3. В 2014 году подписан Меморандум о научно-техническом сотрудничестве с
индийской компанией DHIO Research & Engineering Pvt Ltd. (Бангалор).
4. В 2014 году подписано Соглашение о сотрудничестве в области образования и
науки с Университетом прикладных наук M.S. Ramaiah University of Applied Sciences
(Бангалор). На базе данного университета профессор Шалумов провел обучающие семинары
по системе АСОНИКА.
Республика Беларусь
1. Проведены семинары в Военной Академии Республики Беларусь о сотрудничестве
по автоматизированной системе АСОНИКА с Военной академией Республики Беларусь в
2009 г., в 2010 г., в 2011 г. На семинарах в общей сложности присутствовало 187 человек представители 52 предприятий промышленности и организаций Республики Беларусь, в том
числе учреждения образования: "ВАРБ", "БГУ", "БГУИР", "БНТУ", научноисследовательские институты: "Институт электроники НАН РБ", "Институт физики твердого
тела и полупроводников", "Минский НИИ радиоматериалов", "Институт цифрового
телевидения Горизонт", "НИИСА", предприятия: "Камертон", "Транзистор", "ДЭЛС",
"Спецприборсервис",
"НТЛаб
ИС",
"Миноторсервис",
"Атомтех",
"Аякс",
"Техносоюзпроект", "Белспецвнештехника", "Беломо", ОАО "Агат. Системы управления",
ОАО "Интеграл", РУП "Минский электромеханический завод", ОАО "Радар", ОАО "Пеленг"
и др.
2. Проведена апробация автоматизированной системы АСОНИКА в Генеральном
штабе Вооруженных сил Республики Беларусь. Утвержден акт приемки результатов
апробации системы АСОНИКА заместителем начальника Генерального штаба Вооруженных
сил Республики Беларусь - начальником военно-научного управления, полковником О.А.
Кривоносом.
3. Проведено обучение системе АСОНИКА специалистов Республики Беларусь на
базе Военной Академии Республики Беларусь.
4. Создан научно-образовательный центр "АСОНИКА" в Военной Академии
Республики Беларусь, который занимается проведением моделирования РЭС на внешние
воздействия с помощью системы АСОНИКА для предприятий Республики Беларусь.
5. Подписан Договор о сотрудничестве в области науки и образования с Военной
академией Республики Беларусь (2010 год). В рамках Договора готовятся совместные
публикации, проводится подготовка научно-педагогических кадров, проводятся совместные
8
научные исследования. В 2014 году издана совместная монография.
Предложение по Крыму. У нас есть предложение о создании Всероссийского центра
моделирования электроники на базе системы АСОНИКА в Республике Крым. Это позволило
бы создать в Крыму новые интеллектуальные рабочие места и осуществлять инвестиции со
всей территории России, так этот центр мог бы выполнять заказы по моделированию
электроники для многих предприятий Российской Федерации. А затраты на его создание минимальные (компьютеры и система АСОНИКА на каждом из них). Со своей стороны мы
готовы осуществить установку системы, провести обучение и в дальнейшем осуществлять
консультации и поддержку.
ПРАКТИКА СОЗДАНИЯ И СЕРТИФИКАЦИИ СРЕДСТВ КРИПТОГРАФИЧЕСКОЙ
ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В ПЕНЗЕНСКОМ ФИЛИАЛЕ ФГУП «НТЦ «АТЛАС»
Сашников Т.К.
(Пензенский филиал ФГУП «НТЦ «Атлас»)
Practice of hardware secure module developing and their certification by the Penza
branch federal of state-owned unitary enterprise «Scientific technological centre «ATLAS».
Sashnikov T.K.
The report describes activities of the Penza branch federal of state-owned unitary enterprise
«Scientific technological centre «ATLAS» in a field of a wide range of services in maintenance of
information security and to development of modern data protection means.
Современные проблемы защиты информации обусловлены в настоящее время
продолжающимся обострением противоборства в сфере информационной безопасности
телекоммуникационных систем. Складывающаяся на сегодня международная политическая
конъюнктура является основным фактором формирования повышенных требований к
разработке и сертификации технических средств и комплексов обеспечения
информационной безопасности нашего государства.
ПФ ФГУП «НТЦ «Атлас», являясь специализированной организацией 1 категории, на
основе
солидного практического опыта, созданных научно-технических заделов,
высокотехнологического оснащения, наличия высококвалифицированных кадров, обладая
необходимым набором лицензий, успешно работает в настоящее время в сфере
предоставления услуг по обеспечению информационной безопасности и созданию
современных средств защиты информации.
Пензенский филиал ФГУП «НТЦ «Атлас» был образован в 1995 г. с основной
функцией предоставления услуг по обеспечению информационной безопасности
организациям различных форм собственности. С момента организации предприятие
предлагает комплексные решения проблем обеспечения информационной безопасности, в
том числе с использованием криптографии.
Комплексный подход к информационной безопасности требует понимания
актуальных проблем отрасли, практического опыта и достаточно широкой номенклатуры
предлагаемых услуг и аппаратуры. Сегодня на рынке услуг по защите информационных
ресурсов ПФ ФГУП «НТЦ «Атлас предлагает следующий перечень работ:
тематическое сопровождение НИОКР в части обеспечения требуемых
криптографических, инженерно – криптографических и специальных качеств
разрабатываемых изделий на всех этапах разработки;
- тематические и сертификационные испытания средств криптографической
защиты информации в системе сертификации ФСБ России;
- тематические и сертификационные испытания технических средств и средств
защиты информации в системах сертификации ФСТЭК и Минобороны России;
9
тематическое сопровождение НИОКР в части обеспечения требуемых
криптографических, инженерно – криптографических и специальных качеств
разрабатываемых изделий на всех этапах разработки;
- тематические и сертификационные испытания средств криптографической защиты
информации в системе сертификации ФСБ России;
- тематические и сертификационные испытания технических средств и средств
защиты информации в системах сертификации ФСТЭК и Минобороны России;
исследование программного обеспечения на соответствие реальных и
декларируемых возможностей, профилю безопасности;
- аттестация комплексов шифрованной связи.
- аттестация объектов информатизации по требованиям безопасности информации
ФСТЭК России;
- специальные проверки технических устройств и помещений на наличие
закладочных устройств съема и передачи информации;
- поставка и установка по требованиям заказчика сертифицированных средств защиты
информации от несанкционированного доступа;
- разработка шифртехники, аппаратуры передачи данных и технических средств
защиты информации в области сетевой безопасности в стационарном, мобильном и
встраиваемом исполнении.
Развивающаяся компетентность предприятия подтверждена лицензиями и
сертификатами уполномоченных органов России. Все работы производятся в строгом
соответствии с законодательством Российской Федерации, действующими нормативнометодическими документами уполномоченных федеральных органов в области защиты
информации.
У филиала сложились устойчивые связи с научными организациями и предприятиями,
создающими и изготавливающими спецтехнику, системы и комплексы обработки и передачи
информации.
ПФ ФГУП «НТЦ «Атлас успешно реализует проекты в области создания средств
информационной безопасности и защиты данных по следующим направлениям:
- низко- и среднескоростные шифрсредства для информационно-управляющих
систем, обеспечивающие работу по каналам низкого качества, в том числе и в экспортном
исполнении;
- высокоскоростные шифрсредства (в диапазоне скоростей до 10 Гбит/с) для
территориально распределенных информационно-управляющих систем на основе стека
протоколов Internet;
- средства управления специальной аппаратурой и сетями связи;
- специализированные криптографические
средства защиты информации для
беспилотных авиационных систем и летательных аппаратов.
В настоящее время, принимая во внимание современную внешнеполитическую
ситуацию,
ПФ ФГУП «НТЦ «Атлас» активно проводит работы по обеспечению
импортозамещения элементно-компонентной базы зарубежных производителей на ЭКБ
российского происхождения.
Завоеванные за годы успешной деятельности позиции Пензенский филиал
намеревается укреплять и развивать в будущем.
10
ОАО «БОЛХОВСКИЙ ЗАВОД ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ» –
РАЗРАБОТКИ, ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ И ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЕ
Поярков В.Н.
(ОАО «Болховский завод полупроводниковых приборов»)
JSC "Bolkhov semiconductor devices factory" - the current state of the enterprise and
prospects.
Last year JSC "Bolkhov semiconductor devices factory celebrated its 45th anniversary.
Started as a production branch of the Moscow Institute "Sapphire", the company later became an
independent organization, saving laid at the basis of the orientation of production and quality
system.The report presents current characteristic of JSC "Bolkhov semiconductor devices factory"
as stable products manufacturer of electronic components (parts warehouse) for the space industry
and the defense industry of the country. The analysis of the proposed directions of development of
the Eee-parts of the country and the alleged involvement of the enterprise in this direction
В прошлом году ОАО «Болховский завод полупроводниковых приборов» отметило
свой 45-летний юбилей. Начав свой путь как производственный филиал московского НИИ
«Сапфир», предприятие впоследствии стало самостоятельной организацией, сохранив
заложенные при его основании направленность производства и систему качества.
В настоящее время ОАО «Болховский завод полупроводниковых приборов» (далее –
ОАО «БЗПП») выпускает диоды, диодные сборки и мощные силовые микросхемы, в том
числе мощные оптоэлектронные коммутаторы. Предприятие сертифицировано комиссией
Минобороны России на соответствие системы качества предприятия ГОСТ РВ 15.002-2013
(российский военный аналог стандарта ISO 2001). Продукция завода входит в
ограничительный перечень МОП и востребована более чем 200 предприятиями оборонного и
космического комплекса страны.
Проблема надежности и радиационной стойкости электронных компонентов
актуальна практически для всех современных технических систем. С момента своего
основания ОАО «Болховский завод полупроводниковых приборов» выпускает указанные
классы изделий, применяемые в устройствах самого разнообразного назначения.
Практическая значимость выпускаемой на ОАО «Болховский завод
полупроводниковых приборов» продукции – это целый ряд народнохозяйственных объектов,
таких, как серия спутников «Ямал», ракета-носитель нового поколения «Ангара», другие
передовые научно-технические отечественные продукты.
В докладе дана текущая характеристика ОАО «Болховский завод
полупроводниковых приборов» как стабильного производителя изделий электронной
компонентной базы (ЭКБ) для предприятий космической отрасли и оборонного комплекса
страны. Дан анализ предполагаемого направления развития ЭКБ страны и предполагаемое
участие предприятия в этом направлении.
МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
МОЩНОГО БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА, УСТОЙЧИВОГО К ОБЛУЧЕНИЮ
БЫСТРЫМИ НЕЙТРОНАМИ
Поярков В.Н., Кшенский О.Н., Турин В.О.
(ОАО «Болховский завод полупроводниковых приборов», «Госуниверситет — УНПК»)
Simulation of static and dynamic characteristics of a power bipolar transistor,
resistant to irradiation with fast neutrons
The problem of electronic components radiation resistance for the nuclear industry
11
automation devices has become particularly important due to the wide application of electronic
control systems. Power bipolar transistors are key control elements and, due to the particularity of
constructive - technological realization, are the weakest link in these systems.
On the base on our previous works, we propose the improved constructive-technological
realization of the power bipolar transistor, resistant to irradiation with fast neutrons. We have
simulated characteristics of bipolar transistor with improved design for cases with different
lifetimes of minority carriers. We have compared the characteristics of power bipolar transistors
with proposed improved design with existing one.
Проблема стойкости элементной базы устройств автоматики для атомной
промышленности приобрела особенную актуальность в связи с широким применением в ней
систем электронного управления, позволившим придать управлению необходимую гибкость
и ввести в управляющую автоматику элементы интеллектуального сервиса. При всех
положительных свойствах электронного управления при ее внедрении значительно
усложняется сама система управления, которая в силу специфики применения должна
работать надежно и без сбоев. Ключевые исполнительные элементы, такие, как мощные
биполярные транзисторы, в силу особенностей конструктивно-технологического
исполнения, являются в этих системах одним из слабых звеньев.
Повышение стойкости ключевых исполнительных элементов, таких, как мощные
биполярные транзисторы, является в этом случае задачей, решение которой позволяет
значительно повысить надежность системы управления устройств автоматики для атомной
промышленности.
На основании предыдущих работ авторов предложено конструктивнотехнологическое решение для структуры мощного биполярного транзистора, устойчивого к
облучению быстрыми нейтронами, и проведен расчет его характеристик для различных
времен жизни неосновных носителей заряда. Проведено сравнение параметров
предлагаемого и существующих мощных биполярных транзисторов, показано преимущество
предлагаемого подхода к конструированию мощных биполярных приборов, стойких к
облучению быстрыми нейтронами и другим видам радиационного воздействия.
Практическая значимость проведенной работы заключается в проведении точного
моделирования конструкции и технологии изготовления мощного биполярного транзистора,
устойчивого к облучению быстрыми нейтронами, и выдача результатов моделирования в
виде, пригодном как для производства указанного транзистора, так и для расчета
электронных схем с его применением.
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ КОСМОСА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ КОММУТАТОРОВ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ АНАЛОГОВ
РЕЛЕ.
Кшенский О.Н.
(ОАО «Болховский завод полупроводниковых приборов»)
The influence of space radiation on the characteristics of optoelectronic switches solid-state analogues of the relay.
Optoelectronic switches - solid state counterparts mechanical-ski relay - for all its obvious
advantages, such as the number of positives, millions, resistance to mechanical and climatic
external influences - have one major drawback; their resistance to radiation is relatively low.
Today's best indicator of strength of solid state relay 100÷200 crad, which significantly limits their
use in space technology.
The paper provides an overview of sources of information on the effects of electron and
proton radiation to space features such as optoelectronic switches - solid state analogues relays and
12
their parts; analyzed the mechanism of degradation. Suggested ways to improve the resistance of
these devices for this type of exposure.
Проблема стойкости компонентов искусственных спутников Земли (далее – ИСЗ) к
воздействию радиационного излучения космического пространства является актуальной
задачей, напрямую связанной с временем активной работы ИСЗ на орбите. Учитывая тот
факт, что в настоящее время к ИСЗ предъявляются требования по времени активной работы
не менее 15 лет, обеспечение выполнения требований к надежности электронной
компонентной базы (далее – ЭКБ) и требований к стойкости указанной базы к воздействию
радиационного излучения становятся важной задачей для предприятий – производителей
ЭКБ.
Электронные коммутационные элементы в составе ЭКБ предназначены для
замещения различного рода механических переключателей, подверженных физическому
износу, коррозии, низкой стойкости к механическим и климатическим воздействиям. Замена
механических переключателей на электронные аналоги позволяет значительно повысить
время активной работы систем автоматики любой структуры, в том числе систем автоматики
ИСЗ.
Оптоэлектронные коммутаторы – твердотельные аналоги механических реле – при
всех своих очевидных достоинствах, таких, как число срабатываний, исчисляемое
миллионами, устойчивость к механическим и климатическим внешним воздействиям –
имеют один существенный недостаток; их стойкость к воздействию радиации относительно
невысока. Лучший на сегодняшний день показатель стойкости твердотельных реле – это
100÷200 кРад, что существенно сдерживает их применение в космической технике.
В работе приведен обзор источников информации по воздействию электронного и
протонного излучения космического пространства на характеристики как оптоэлектронных
коммутаторов – твердотельных аналогов реле, так и их составных частей; проанализирован
механизм деградации. Предложены пути повышения стойкости указанных приборов к
данному виду воздействия. Практические результаты работы реализованы в серийно
выпускаемом мощном оптоэлектронном коммутаторе 2607КП1АТ.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ БОРТОВОЙ
АППАРАТУРЫ СПУТНИКА СВЯЗИ С УЧЕТОМ КАЧЕСТВА ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Саленков Н.А.
(МИЭМ НИУ ВШЭ, ОАО «Газпром космические системы»)
The reliability index calculation method of Spacecraft onboard equipment. Salenkov
N.A.
The problem of determining the state of the reliability of the satellite system. Defined terms
of reference for calculating an onboard satellite equipment reliability based on manufacturing
quality. The classification of typical sources of degradation processes. Identified their causes and
consequences. A method for verifying the reliability, taking into account the manufacturing quality
on-board equipment with a long service life. The results of the calculation using the method.
В соответствии с принятой в космической отрасли методологией подтверждение
соответствия разрабатываемых единичными образцами и, как правило, уникальных
космических аппаратов, их электронных систем и радиоэлектронной аппаратуры заданным
требованиям к надежности осуществляется расчетными методами. Расчеты выполняются на
этапах эскизного проектирования и уточняются на этапах экспериментальной отработки,
выполняемой на квалификационном образце аппаратуры.
В результате такого подхода не учитываются негативное влияние на показатели
13
надежности изготавливаемых образцов аппаратуры недостатки и несовершенства
технологии, технологического и испытательного оборудования, а также не всегда
квалифицированные действия производственного персонала. Это приводит к завышенным
оценкам надежности аппаратуры, которые не подтверждаются результатами их
эксплуатации.
В [1] предложен методический подход к повышению точности расчетных оценок
надежности путем введения поправочного коэффициента, снижающего полученное
«проектное» значение показателей надежности в соответствии с вносимыми при
изготовлении аппаратуры «компонентами ненадежности» производственного характера или
источников процессов деградации (ИПД).
Реализация разрабатываемого метода должна базироваться на базе данных об
источниках деградационных процессов [2], характерных для конкретных уровней
отработанности технологии, совершенства оборудования и уровней профессиональных
навыков персонала.
В [3] систематизированы типовые ИПД, выявленные в ходе практической работы,
выполняемой автором на приборных предприятиях космической отрасли по контролю
качества изготовления аппаратуры КА.
Следующий шаг – оценка времени наработки до отказа и вероятности возникновения
для каждого источника процесса деградации. Поскольку проведение испытаний для набора
статистики по каждому ИПД приведет к чрезмерному повышению стоимости аппаратуры,
указанные параметры были оценены методом экспертной оценки, входными данными для
которой являлись:
 имеющихся в технической литературе данных о скорости протекания физическохимических процессов;
 специальные исследования, включая проведенные ускоренные испытания
сборочных единиц устройств;
 статистические данные об отказах изделий и изделий-аналогов;
 результаты практической работы по выявлению ИПД на приборных предприятиях в
ходе проверок мат. части [3].
В результате, после преобразования вероятностных и временных параметров по ИПД,
были получены поправочные коэффициенты для показателей надежности бортовой
аппаратуры (точнее, наиболее важных – показателей безотказности и долговечности),
которые показали несоответствие параметров надежности по некоторым типам аппаратуры
требованиям Технического задания.
Литература
1. Саленков Н.А. Уточнение расчетной оценки надежности бортового оборудования
на основе данных о качестве его изготовления // Материалы XVI Международной научнотехнической конференции и Российской школы молодых ученых и специалистов
ИННОВАТИКА-2011, - 2011, - с.90-91;
2. РД 50-706-91 Методические указания. Надежность в технике. Методы контроля
надежности изделия по параметрам технологического процесса их изготовления.
3. Саленков Н.А. Источники деградационных процессов узлов радиоэлектронной
аппаратуры космических аппаратов// Материалы XVII Международной научно-технической
конференции и Российской школы молодых ученых и специалистов ИННОВАТИКА-2012, 2012;
14
ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ПОДТВЕРЖДЕНИЯ
НАДЕЖНОСТИ КА ДЛИТЕЛЬНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
Корчагин Е.Н., Колобов А.Ю.
(ФГУП «Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина»)
Современное развитие техники позволило создавать космическую технику с
длительными (10 - 15 лет) сроками активного состояния (САС).
Космический аппарат является сложной технической системой, надежность которой в
первую очередь определяется надежностью радиоэлектронных составных частей из-за
высокой чувствительности электрорадиоизделий (ЭРИ) к внешним воздействиям
космического пространства.
Количество ЭРИ в космическом аппарате впечатляюще, это 90 – 140 тысяч
электрорадиоизделий (ЭРИ), соединенных между собой как с использованием различных
схем резервирования, так и без резервирования. Например, в КА «Электро-Л» - 104559
штукэлектрорадиоизделий, в КА «Спектр-Р» - 77528 штук. Обеспечение надежного
длительного функционирования в условиях космического пространства радиоэлектронной
аппаратуры, содержащей такое количество элементов и выполненной в негерметичном
исполнении, является сложнейшей задачей, требующей значительных интеллектуальных и
материальных затрат.
Опыт эксплуатации КА с длительными САС показал, что:
- имеется весьма большой разброс достигнутых САС КА одного типа, особенно заметный
для КА длительного функционирования;
- оценки надежности КАДФ и бортовой аппаратуры, выполненные по традиционным
моделям 22 ЦНИИ МО, представленным в справочнике «Надежность электрорадиоизделий»,
дают завышенные значения;
- конструктивные решения, основанные на существующих методах прогнозирования
надежности КА длительногофункционирования, не позволяют обеспечить достаточную
точность реализаций заданных требований ТЗ.
Причин неадекватных оценок безотказности и долговечности КА длительного
функционирования можно привести несколько:
1. Устаревшие данные по интенсивностям отказов ЭРИ, приведенные в Справочнике
электрорадиоизделий, который не переиздавался с 2006г. Например, для кабеля марки
МС16-25 в Справочнике приведено значение =766,7∙10-9 1/час, а для близкого ему по
характеристикам кабелю марки МС16-17 - =0,02∙10-9 1/час.
2. Отсутствие достоверных данных по надежностным характеристикам ЭРИ
иностранного производства.
3. Существующие методики оценки безотказности радиоэлектронной аппаратуры,
основанные на экспоненциальном законе, дают заметно завышенные результаты, а другие
методики нелигитимизированы в нормативной документации, действующей в отрасли.
4. Отсутствие учета деградационных процессов в ЭРИ в существующих методиках
оценки надежности радиоэлектронной бортовой аппаратуры, приводящих к уменьшению
САС до 50%.
5. Отсутствие учета степени отработанности схемного и конструктивно-технического
исполнения аппаратуры;
6. Отсутствие учета степени отработанности используемых технологий.
Особенно остро эти проблемы ощущаются при оценке и подтверждении
безотказности единичных уникальных аппаратов, не имеющих аналогов.
Большинство ОКР по созданию космических комплексов научного и народнохозяйственного назначения направлено на создание единичных уникальных КА. Это
приводит к невозможности получения статистических оценок надежности КА и его
15
составных частей при наземной экспериментальной отработке (НЭО) в условиях
финансовых ограничений.
При наземной экспериментальной отработке прямыми методами подтверждается
только работоспособность аппаратуры и прочностная надежность конструктивных
элементов. Ускоренные ресурсные испытания качественно подтверждают косвенным путем
ресурс и безотказность радиоэлектронной составляющей КА. При этом ГОСТ РВ 50698-94
однозначно определяет методику ускоренных испытаний только при САС до 3-х лет. Для
аппаратуры с САС более 3-х лет нормативное установление циклограммы испытаний
отсутствует и разработка методики отдается на откуп предприятию-разработчику
аппаратуры.
ОКР в области космической техники характеризуются большими финансовыми и
временными затратами.Так как требования, предъявляемые к надежности КА, в
значительной мере определяют конструктивное исполнение составных частей КА, а также
его массовые и стоимостные характеристики, назрела необходимость разработки новых
современных методик прогнозирования и подтверждения надежности бортовой
радиоэлектронной аппаратуры для КАДФ, позволяющих получать результаты с высокой
степенью достоверности на всех этапах ОКР, начиная с ранних стадий проектирования и
включая летные испытания.
С целью повышения надежности космической техники длительного
функционирования предлагается провести следующие мероприятия:
1. Разработать нормативную документацию, определяющую методические основы
прогнозирования и подтверждения надежности КА длительного функционирования.
2. Провести актуализацию действующей нормативной документации по вопросам
надежности с учетом специфики создания единичных космических аппаратов длительного
функционирования.
3. Разработать и задать в нормативной литературе типовые методики ускоренных
ресурсных испытаний бортовой аппаратуры с длительными САС, учитывающих
длительность САС и назначение КА.
4. Увеличить нормы технологического прогона бортовой аппаратуры для
космических аппаратов с САС более 10 лет.
ПЕЧАТНЫЙ УЗЕЛ ПРИЁМНИКА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ
Кофанов Ю.Н., Веселов С.Ю., Еремин А.В.
(МИЭМ НИУ ВШЭ; ОАО «МКБ «Компас»)
Printed-circuit assembly of differential global positioning system receiver. Kofanov Y.N.,
Veselov S.Y., Eremin A.V.
Purpose - to develop a methodology that will guarantee the normal operation of the electronic
devices in conditions of low or high ambient temperature. In the course of process carried out studies of
printed-circuit PDP both separately and as a part of the test block PPA to the impact of stationary and
nonstationary climatic conditions. As a result of studies have been identified and clearly demonstrated the
components of the printed-circuit PDP that are particularly susceptible to thermal stress.
Проблема моделирования тепловых процессов на сегодняшний день актуальна
практически для всех современных технических систем. Подавляющее большинство
радиотехнических систем и комплексов включает в себя различные электронные
компоненты, отсюда встает задача разработки методик, позволяющих проводить анализ
тепловых характеристик печатных узлов радиоэлектронных средств (РЭС) отдельно, и в
составе блоков и комплексов. Подавляющее большинство отказов РЭС из-за тепловых
16
воздействий связано с выходом за пределы, установленные нормативно-технической
документацией (НТД) и теплофизических характеристик электрорадиоизделий (ЭРИ) РЭС.
При этом тепловые нагрузки на каждом ЭРИ с запасом не должно превышать допустимое по
техническим условиям значение (Коэффициента тепловой нагрузки, максимально
допустимой температуры).
Разрабатываемый
расчетный
модуль
(«препроцессор»)
предоставляет
возможность расчета и тепловых нагрузок на конструкцию печатных узлов РЭС в целом и на
каждом ЭРИ в отдельности. Все доступные характеристики ЭРИ РЭС и конструкции
печатного узла могут храниться в архиве программы, где помимо конструктивных
особенностей содержатся сведения о методе монтажа ЭРИ на печатный узел,
теплофизические свойства материалов, мощности рассеивания и другие параметры,
влияющие на характеристики тепловых нагрузок. Доступен как статический, так и
динамический анализ РЭС на воздействие тепловых нагрузок.
Препроцессор оснащается модулем вывода результатов, передающим полученные
данные в модуль обработки результатов («постпроцессор»). Постпроцессор позволяет
визуализировать распределение тепловых нагрузок на конструкцию печатных узлов РЭС, а
так же строит таблицы и графики распределения температур в зависимости от времени
воздействия для каждого ЭРИ в отдельности. Стоит отметить, что были предприняты шаги
по созданию единого интерфейса пользователя (в частности, механические и тепловые
воздействия задаются одинаково как для печатных узлов, так и для несущих конструкций),
что еще более упрощает работу с программой.
Одной из задач повышения надежности является решение проблемы отказа РЭС при
длительном воздействии температуры окружающей среды.
Практическая значимость заключается в том, что результаты моделирования на
основе разработанного метода позволяют в процессе разработки РЭС избежать ошибок при
выборе компонентной базы, компоновки ЭРИ и конструкции печатного узла в целом, а так
же сэкономить время и средства, затраченные на проведение экспериментальных
исследований.
ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ РАЗГОННОГО БЛОКА «ФРЕГАТ» ПО РЕЗУЛЬТАТАМ
ЭКСПЛУАТАЦИИ
Корчагин Е.Н., Асюшкин В.А., Колобов А.Ю., Дикун Е.В.
(ФГУП «Научно-производственное объединение им .С.А. Лавочкина»)
Универсальный разгонный блок «Фрегат» используется в составе ракет космического
назначения среднего и тяжелого классов для:
 выведения
космических аппаратов(КА) на опорныеорбитыискусственного
спутника Земли;
 выведения космических аппаратов с опорной орбиты на высокоэнергетические
орбиты, в том числе на геостационарную и геопереходную;
 разведение космических аппаратов по рабочим орбитам в случае группового
запуска;
 ориентации и стабилизации головного блока на пассивном и активном участках
полета;
 увод РБ с рабочей орбиты выводимого КА.
Разработаны и используются три модификации разгонного блока «Фрегат:
 базовая, используемая с ракетами среднего класса Союз-2, Союз-ФГ, Союз-У;
 со сбрасываемыми баками, под названием «Фрегат-СБ». Эта модификация
предназначена для ракет среднего и тяжёлого классов, например, для РН «Зенит-3SLБФ»;
 модификация «Фрегат-МТ», предназначенная для запусков с космодрома Куру.
17
Модификации РБ «Фрегат» и «Фрегат-СБ» представлены на рисунках.
В обеспечение выполнения требований надежности было проведено нормирование
надежности составных частей КРБ с учетом их сложности и ответственности. Наземная
отработка КРБ и его составных частей в соответствии с Положением РК-88 и другой
нормативной документацией. Объем наземной отработки был согласован с головными
организациями отрасли и Министерства обороны РФ и определялся Комплексной
программой экспериментальной отработки.
Мероприятия по обеспечению надежности были определены Программой
обеспечения надежности.
Выполнение ПОН и КПЭО в полном объеме позволило обеспечить заданную
надежность разгонного блока "Фрегат".
Первый запуск разгонного блока "Фрегат" в составе РН "Союз" состоялся 9 февраля
2000 г.
РБ «Фрегат»
РБ «Фрегат-СБ»
Подтверждение заданных контрольных уровней надежности проводилось поэтапно.
Окончательно требования ТЗ оценивались по результатам 30 пусков.
Было подтверждено выполнение требований к следующим показателям надежности
КРБ «Фрегат» и «Фрегат-СБ»:
 вероятности сохранения работоспособного состояния РБФ в течение не менее 2-х
суток по штатной циклограмме полета;
 коэффициенту готовности РБФ в условиях хранения (с учетом профилактического
обслуживания) при поступлении команды на подготовку к запуску;
 вероятности подготовки РБФ к пуску из соответствующей готовности за заданное
время;
 гамма-процентному ресурсу РБФ при выведении и в полете с учетом запаса по
ГОСТ В 22571-77.
Подтверждение требований надежности проводилось в соответствии с ГОСТ РО 1410001-2009 и ГОСТ РВ 0027-009-2008 расчетными и расчетно-экспериментальными методами
по методикам разработки 4 ЦНИИ МО (для первых трех из вышеперечисленных параметров)
и ФГУП «НПО им.С.А.Лавочкина» (для гамма-процентного ресурса).
В качестве априорных оценок принимались оценки надежности по результатам
наземной экспериментальной отработки РБ «Фрегат».
Оценки надежности проводились по всем состоявшимся испытаниям РБ, за
исключением незачетных.
Незачетными отказами считались отказы, обусловленные:
- нарушением правил эксплуатации;
18
- воздействием возмущающих факторов (силовых воздействий, ошибочных команд и
др.) со стороны РН, обтекателя и т.п.
При оценке надежности РБ «Фрегат» учитывались пуски всех трех модификаций РБ.
При этом, т.к. РБ «Фрегат-СБ» в отличие от РБ «Фрегат» содержит дополнительные
устройства разделения и сбрасываемые баки (т.е. является более сложным изделием),
полученные оценки имели заниженные (т.е. с запасом по надежности) значения.
Оценки показателей надежности по 30 пускам показали, что все требования,
предъявляемые ТТЗ к надежности КРБ «Фрегат» и «Фрегат-СБ» выполнены.
На настоящее время с участием различных модификаций РБ совершено 45 пусков. Из
них 44 пуска успешные, один пуск – незачетный (отказ третьей ступени ракеты-носителя. РБ
не включался).
Развитие РБ «Фрегат» проводится по следующим основным направлениям:
1. Развертывание серийного производства РБ типа «Фрегат» в НПО им.
С.А.Лавочкина с целью обеспечения изготовления до 12 разгонных блоков в год.
2. Модернизация разгонных блоков «Фрегат» в части улучшения технических
характеристик за счет совершенствования комплектующих систем и агрегатов.
3. Создание на базе РБ типа «Фрегат» разгонных блоков повышенной мощности
4. Повышение качества и надежности систем и агрегатов РБ «Фрегат».
5. Адаптация модификаций РБ «Фрегат» к условиям эксплуатации на
космодроме«Восточный».
СИСТЕМА ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ РЛС
Дворников К.А., Вавилов Д.В., Козлов М.Г.
(ОАО «ЦНИИ «Курс»)
Research modeling system of multifunction radar operation. Dvornikov K.A., Vavilov
D.V., Kozlov M.G.
Multifunction multi-channel information systems based on the coordinated operation of
active and passive information channels (RC) pile - is an important class of modern information
systems.
Researches of such systems possibilities conducting of their development and adjustment
are currently important taking into account the meaning which is paid to the successful conduct of
information warfare.
Development and adjustment can be carried out in various forms throughout the life cycle of
information systems..
Многофункциональные многоканальные информационные системы на основе
согласованно функционирующей совокупности активных и пассивных радиолокационных
(РЛ) информационных каналов - важный класс современных информационных систем.
Исследования возможностей таких систем, проведение отработки и настройки актуальны с
учётом значения, которое придаётся успешному ведению информационной борьбы.
Отработка и настройки могут проводиться в различных формах в течение всего жизненного
цикла информационной системы.
Общими приёмами исследования информационных РЛ систем разработчиками и
испытателями, являются методологии математического и полунатурного моделирования.
Под полунатурным понимается исследовательский комплекс, куда могут быть включены
натурные макеты и опытные образцы подсистем исследуемой реальной системы для
изучения их совместного функционирования в условиях имитируемого влияния
многофакторного ансамбля процессов.. Влияющими факторами и процессами для
19
информационной РЛ системы могут быть:
• Состояние природной среды, включая наличие гидрометео и ландшафтных
объектов и прочих условий распространения РЛ сигналов.
• Поведение надводных и воздушных объектов наблюдения.
• Состояние электромагнитных полей, «объектов электромагнитной обстановки»,
помеховое воздействие на исследуемую РЛ систему.
Для проведения исследования функционирования многоканальной информационной
РЛ системы (МРЛС) в условиях сложной информационной борьбы предлагается построение
системы вложенных полунатурных стендов с выделенной ролью математического
исследовательского стенда. Использование подхода позволяет распределить исследования по
взаимодополняющим этапам для проведения итерационной настройки процесса
исследования, ориентированной на многостороннее решение проблем работы МРЛС в
условиях информационной борьбы.
В статье представлены подходы к исследованию процессов функционирования
МРЛС. Они предполагают при ведении исследований функционирования МРЛС сделать
упор на исследовании ситуаций двусторонних действий в информационной борьбе,
определяемой организационными мерами по добыванию информации в условиях различного
состояния природной среды и применением сторонами различных методов информационной
борьбы.
Предложена методология комплексного совместного использования стендов
математического и полунатурного моделирования, опирающаяся на сильные стороны обоих
видов моделирующих стендов и нивелирующая их специфические системные недостатки.
Она может быть осуществлена в целях исследования, отработки и настройки создаваемых
МРЛС.
Использование стенда математического моделирования может повысить
обоснованность и комплексность проведения исследований и обеспечить дополнительной
важной информацией экспертно-аналитическую группу, ведущую исследования на
создаваемом многоуровневом комплексном исследовательском стенде.
РАЗРАБОТКА И НАСТРОЙКА КОМПЛЕКТА НЕСТАНДАРТНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЦИФРОВЫХ
РАДИОРЕЛЕЙНЫХ СТАНЦИЙ
Благовещенский Ю.Н.
(Научно-исследовательский университет «Высшая школа экономики»)
Development and setting of an optional set for field of digital radio-relay stations.
Blagoveschenskiy Y.N.
In this paper were concluded the principles of microwave networks and tested prototype
RRS previous version. In the course of a student production practices of "MNIRTI" were conducted
prototype testing PPC previous version and is designed drawing electrical connections for a set of
non-standard equipment.
Радиорелейные системы связи предназначены для создания наземных
высокоскоростных линий и сетей на базе стационарных наземных радиорелейных станций.
В работе проведена классификация радиорелейных систем связи.
По архитектуре (структуре) построения радиорелейные системы связи разделяются на
следующие группы:
 радиорелейные линии (РРЛ) связи "точка-точка";
 радиорелейные сети связи;
 радиорелейные системы "последней мили" типа "точка-многоточка".
20
По условиям распространения радиосигналов радиорелейные системы связи
классифицируют как:
 РРЛ прямой видимости;
 тропосферные РРЛ;
 радиорелейные системы связи с использованием ретрансляторов на стратосферных
платформах и летно-подъемных средствах.
РРЛ являются основой полевой сети связи вооруженных сил государств.
Радиорелейные станции располагаются на автомобилях и работают на стоянке.
Диапазоны частот от 400 МГц до 1,5 ГГц включительно отводятся для так
называемых малоканальных РРЛ со скоростями передачи информации на одной несущей
частоте не более 2,048 Мбит/с. Диапазон частот, в котором работает РРЛ, разбивается на
отдельные полосы-стволы. Для каждого ствола выделяется свой приемопередатчик.
Малоканальные РРЛ являются одноствольными и широко используются в технологических
РРЛ вдоль трубо- и газопроводов, железных дорог и др.
Если невозможно исключить взаимные помехи между радиорелейными станциями,
что может наблюдаться в дециметровом диапазоне волн с широкими диаграммами
направленности антенн, в тропосферных линиях связи и др., то необходимо применять
четыречастотную схему радиорелейной системы связи.
Экспериментальная работа проведена на заводском стенде. Стенд выполнен в виде
полукомплекта радиорелейной станции Р-169РРС диапазона 7,9-8,4 ГГц, состоящего из
приёмопередатчика (ППМ), блока доступа и соединяющего их кабеля снижения длиной
100м, свёрнутого в бухту. Для настройки и проверки РРС предварительно устанавливаются в
режим автоконтроля, в котором сигнал на выходе передается через аттенюатор на вход и
измеряются мощность передатчика, чувствительность приемника, достоверность передачи
сигнала.
При разработке чертежа было использовано программное обеспечение
«Компас 3D v.14», которое позволяет создавать чертежи с помощью графических
примитивов. Данное ПО дает возможность предварительно нанести рамку со штампом на
чертеж. С созданием двумерных изображений в программе справится практически любой
специалист, имеющий опыт работы с графическими редакторами.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЁЖНОСТИ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ И ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ
МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Кофанов Ю.Н., Нечаев И. А.
(МИЭМ НИУ ВШЭ)
Provision the factors of reliability of radioelectronic facilities at modeling thermal
influence on them. Kofanov Y.N, Nechaev I.A..
Provision of reliability radioelectronic facilities are pawned in stage of their initial
designing. The Problem delivered in work, speedup of this stage at modeling of the thermal
processes at observance required givenned conditions.
Проблема моделирования тепловых процессов актуальна практически для всех
современных технических систем. Учитывая, что подавляющее большинство систем и
комплексов включает в себя электронные компоненты, встает задача разработки методик,
позволяющих последовательно проводить анализ тепловых характеристик от
идеализированных конструкций блоков и шкафов, до отдельных элементов печатных узлов
радиоэлектронных средств (РЭС). Подавляющее большинство отказов РЭС из-за тепловых
21
воздействий связано с выходом за пределы, установленные нормативно-технической
документацией (НТД), тепловых характеристик элементов конструкций РЭС. При этом
перегрев на каждом электрорадиоизделии с запасом не должен превышать допустимое по
техническим условиям значение.
Разрабатываемый расчетный модуль («препроцессор») предоставляет возможность
расчета блоков и печатных плат, с выводом значения температур для каждого элемента. В
базе программы уже содержится обширная база элементов, с заданными физическими и
геометрическими характеристиками. Помимо базы элементов в программе содержатся
сведения о материалах. Для расчета доступен как стационарный, так и нестационарный
анализ тепловых характеристик РЭС.
Препроцессор оснащается модулем вывода результатов, передающим полученные
данные в модуль обработки результатов («постпроцессор»). Результаты моделирования
могут быть отображены как в виде таблицы с полученными данными нагрузки и
температуры на каждом элементе, так и в виде поля температур. В нестационарном режиме
можно так же получить график амплитудно-временной характеристики (АВХ) для каждого
элемента.
Практическая значимость заключается в том, что результаты моделирования на
основе разработанного метода позволяют обоснованно и целенаправленно в минимальные
сроки осуществлять синтез высоконадёжных конструкций РЭС с соблюдением требований
НТД по тепловым характеристикам с достаточно большими запасами по надежности.
АВТОМАТИЗАЦИЯМОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОДСИСТЕМЫ
АСОНИКА-Т
Исаевский Н.Е.
(МИЭМ НИУ ВШЭ
Проблема расчета тепловых процессов остро стоит при моделирование тепловых
режимов РЭС.
Подсистема АСОНИКА-Т предназначена для автоматизации моделирования
тепловых процессов микросборок, радиаторов, теплоотводящих оснований, гибридно –
интегральных модулей, блоков этажерочной и кассетной конструкции, шкафов, стоек и
других нетиповых (произвольных) конструкций.
Подсистема дает возможность провести моделирование стационарных и нестационарных
тепловых режимов РЭС, работающих в воздушной среде, как при нормальном, так и при
пониженном давлении и охлаждаемых естественной или вынужденной конвекциями. В
результате моделирования определяются средние температуры выделенных изотермических
воздушных объемов, а также средние температуры несущих конструкций более низких
уровней для дальнейшего теплового моделирования этих несущих конструкций, при
реализации проектирования по методике «сверху – вниз». Так, если при тепловом
моделировании радиоэлектронных шкафов определяются средние температуры блоков или
модулей, то на следующем шаге осуществляется моделирование этих блоков или модулей. В
результате получаются средние температуры печатных узлов. В подсистеме АСОНИКА-Т
наряду с средними температурами конструкций типовых узлов определяются также их
температурные поля, которые дают возможность составить предварительные представления
о их тепловых состояниях и использовать информацию о температурах материалов несущих
конструкций в подсистеме АСОНИКА-М для комплексного механического моделирования с
учётом этих температур.
В основе подсистемы лежит модуль Asonika_T, который выполняет две основные
функции. Во-первых, данный модуль представляет собой управляющую оболочку
22
подсистемы и содержит в себе несколько модулей и диалогов для связи между различными
функционалами подсистемы и выполнения определенных функций, таких как расчет,
обработка запросов к базам данных материалов и типовых элементов, вывод на экран
различной, необходимой пользователю информации. Во-вторых, данный модуль является
графической оболочкой для построения графа, топологической модели тепловых процессов.
Через этот модуль пользователь управляет всем информационным пространством
подсистемы. Все управление и взаимодействие пользователя с программой осуществляется
через данный модуль с помощью специальных диалоговых окон.
Можно сделать вывод, что исследуемое РЭС может быть использовано без
доработок, так как полученная температура в каждом из узлов не превышает заданной
условиями эксплуатации.
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПОДСИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ
Семененко А.Н., Кофанов Ю.Н.
(ОАО «МКБ «Компас», НИУ ВШЭ)
Development of the automated subsystem of the identification of thermal parameters
of materials. Semenenko A.N.
At the design of radio electronic means developer often faces the problem of it’s thermal
modeling. For providing thermal modeling developer should have many different thermal
parameters. Some parameters you can find in specialized guides, but some parameters can’t be
found in reference literature. This increases a development time. That’s why there is the task of the
development of the automated subsystem, which can help to find such parameters.
При проведении теплового моделирования разработчики часто сталкиваются с
проблемой нехватки значений нужных теплофизических параметров материалов. Это
приводит к увеличению погрешности моделирования, что снижает его точность. Для
решения данной проблемы прибегают к идентификации теплофизических параметров
материалов.
Идентификация – установление соответствия между объектом, представленным
некоторой совокупностью экспериментальных данных, и его моделью. При этом
сравниваются экспериментальные данные и данные, полученные при помощи
моделирования.
Перспективные методы идентификации основаны на настраиваемой модели, схема
_
которых представлена на рис. 1. Z – вектор входного воздействия на конструкцию РЭС,
_
_
Y ЭКСП , Y МОД – вектора реакций конструкции РЭС и её математической модели
_
соответственно, X – вектор внутренних варьируемых параметров конструкции РЭС,
_
_
которые необходимо идентифицировать,  | Y ЭКСП  Y МОД | – ошибка.
При решении задачи оптимизации необходимо составить целевую функцию для
математической модели конструкции РЭС и найти её минимум при заданных ограничениях
на варьируемые параметры:
Т.е. задача идентификации сводится к оптимизации. Стоит отметить, что чем меньше
ошибка, тем точнее произошла идентификация параметров материала конструкции РЭС.
По аналогии с оптимизацией идентифицировать можно как один параметр материала,
так и несколько. При этом применяются различные методы поиска минимума целевой
функции конструкции. При решении задачи одномерной оптимизации наиболее приемлемым
является метод золотого сечения, а при решении задачи многомерной оптимизации – метод
23
Нелдера-Мида. Данные методы выбраны для их реализации в виде программного кода для
разрабатываемой автоматизированной подсистемы идентификации теплофизических
параметров материалов.
Рис. 1. Идентификация при помощи настраиваемой модели
При проведении теплового моделирования наиболее остро стоит проблема в поиске
таких параметров материалов как коэффициент теплопроводности, удельная теплоёмкость,
коэффициент кинематической (динамической) вязкости (для жидкостей). Разрабатываемая
подсистема позволит разработчикам идентифицировать данные параметры материалов.
Разрабатываемая автоматизированная подсистема будет интегрирована в систему
АСОНИКА и позволит увеличить точность моделирования за счёт снижения его
погрешности.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНЦЕТРАТОРА FXS/PRI/IP
МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ И СОЗДАНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ НА ОСНОВЕ
ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ
Николаев Н.Н.
(НИУ ВШЭ)
Designing FXS/PRI/IP hub using specifications and technical requirements. Nikolaev
N.N.
The deployment of subscriber network in the field conditions is one of the most important
problems for the military and defense industry.
Проблема развертывания абонентской сети в полевых условиях является одной из
значимых проблем для военно-оборонной промышленности. Концентратор FXS/PRI/IP
способен решать такие задачи как:
- развертывания абонентской сети двухпроводных телефонных аппаратов, подключения к
сети коммутации пакетов, регистрации IP-абонентов и предоставления абонентам услуги
передачи речевой информации с заданным качеством и приоритетным обслуживанием по
категориям;
- предоставления услуги передачи речевой информации с заданным качеством и
приоритетным обслуживанием по категориям абонентов, совместно работающих АТС,
использующих для установления соединения каналы и тракты, подключенные к
концентратору FXS/PRI/IP.
Проблема подвижности так же является одной из наиболее значимых на данное
время. Концентратор FXS/PRI/IP устанавливается в подвижных объектах (на колесных и
гусеничных шасси, не имеющих противопульного бронирования и артиллерийско–
минометного вооружения).
Создание модели прибора а так же чертежи, являются основной темой
конструирования. В ходе работы следует учитывать все технические условия и
24
характеристики будущего концентратора:
1)Конструкция изделия должна соответствовать комплекту конструкторской
документации
2)Конструкция изделия должна предусматривать установку в стойку на объектах
эксплуатации с помощью каркасов, и обеспечивать погрузку на объекты через люки
диаметром 594 мм.
3)Изделие должно иметь возможность установки его в 19-ти дюймовую стойку без
каркасов и амортизационной рамы.
4)Конструкция изделия должна обеспечивать защиту от НСД аппаратно-программных
средств и обрабатываемой информации.
5)В конструкции изделия должно быть предусмотрено возможность для опечатывания
(опломбирования).
6)Нормативные тепловые режимы работы изделия должны обеспечиваться системой
естественного воздушного охлаждения.
В конструкции изделий, при необходимости, должно быть предусмотрено отведение
тепла от мощных элементов. и т.д.
Самым главным условием является температуро-устойчивость, а так же конструкция
изделия должна быть пригодна для серийного производства, ремонта в условиях завода
изготовителя и удобна в эксплуатации.
Практическая значимость заключается в том что данный прибор выдерживает
как достаточно высокие так и достаточно низкие температуры, позволяет развернуть
абонентскую связь как в полевых так и бытовых условиях, не мешая при этом другим
пользователям сети, ударопрочный, а так же имеет возможность установки в движущиеся
транспортные средства
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ МУЛЬТИАГЕНТНЫЙ ДИАГНОСТИКОПРОГНОЗИРУЮЩИЙ КОМПЛЕКС (ИМДПК) СЕТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
Глущенко П.В.
(Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения)
Intelligent multi-agent diagnostic and predictive complex (IMDPC) network of electric
power industry. Gluschenko Pavel V.
Рассматриваются актуальные вопросы интеллектуализации автоматизированного
диагностирования в повышении результативности сетевой электроэнергетики.
Discusses current issues of intellectualization of computer-aided diagnosis of improving
performance of the network of electric power industry.
В экономике России электросетевой комплекс обеспечивает транспортирование и
распределение электроэнергии различным отраслям и физическим лицам. Электросетевое
хозяйство ЕЭС России насчитывает более 10 700 линий электропередач напряжения 110 –
1150 кВ., функционирует семь энергообъединений и энергосистем, расположенных на
территории 79 субъектов России. Электросетевая энергетика характеризуется так: 1) в
магистральных электросетях общая протяжённость ВЛ и КЛ электропередач напряжением
до 1150 кВ составляет 131 583, 063 км, а общее количество ТП и РП напряжением 35 кВ и
выше, находящихся в эксплуатации, составляет 885 ед.; 2) в распределительных
электрических сетях используются сети напряжением 0,4 - 220 кВ, а общая протяжённость
ВЛ и КЛ электропередач напряжением 0,4-110 (220) кВ составляет 2 109 693,7 км, а общее
здесь количество ТП, находящихся в эксплуатации составляет 461 864 ед. В российской
электроэнергетике сейчас существует ряд крупных проблем: достаточно высокий уровень
аварийности и отказов на электроэнергетических объектах; высокий уровень экономических
25
потерь вследствие аварий и низкой эффективности эксплуатации электроэнергетических
объектов и т.д.; в отдельных электрических сетях аварийность по неустановленным
причинам составляет до 30 %.
Все это обуславливает в эксплуатации существующей и создаваемой
интеллектуальной электроэнергетики проведение, помимо модернизации, технического
перевооружения и реконструкции, необходимость и научных разработок, имеющих
теоретическое и прикладное значение, могущих внести свой определенный вклад в
повышение результативности сетевой электроэнергетики. Таковым, на наш взгляд, может
являться и предлагаемый ниже авторский вариант модели – Интеллектуальный
мультиагентный диагностико-прогнозирующий комплекс (ИМДПК) сети электроэнергетики.
В нем предполагается широкое использование диагностики, как метода измерений, и
прогностики, т.е. теории и практики прогнозирования. Модель ИДПК схематично
представлена на Рис. 1.
Рис.1. Интеллектуальный мультиагентный диагностико-прогнозирующий комплекс
(ИМДПК) сети электроэнергетики
ИМДПК имеет две основные, с использованием мультиагентов, автоматизированные
системы: 1) диагностирования (СД); 2) экспертную систему (ЭС). Эти системы имеют
подсистемы математического, программного, информационного, организационного,
технического и правового обеспечения, которые интегрированы между собой по
функционально-целевым
принципам.
Интеграция
компьютерных
программ
функциональных и обеспечивающих
подсистем в мультиагенты обуславливают
возможность использования в ИМДПК интеллектуальных информационных технологий.
Последним характерно при обработке данных получение и хранение в БЗ интеллектуальной
информации (ИИ), обладающей семантическими и прагматическими свойствами, т.е.
несущей определенный смысл в диагностико-прогнозирующих процедурах в сетевой
электроэнергетике для определенных интеллектуальными алгоритмами целенаправленных
действий. Экспертная система обеспечивает наличие в ИМДПК специальных, присущих ЭС:
базы знаний (БЗ), базы данных (БД) – рабочей памяти (РП), механизма вывода (решатель),
эксперты. Здесь БЗ, помимо ИИ, накапливает описания правил, эвристик, логических
выводов, аргументации и рассуждения, распознавания и классификации ситуаций,
26
обобщения и понимания и т.д., используемых экспертами, а также и лицами принимающих
решения (ЛПР). Механизм вывода предназначен для манипулирования содержимым БЗ и
получения на ее основе разумных заключений. Последние выводятся современными
мультимедийными средствами на экран монитора ЛПР.
Система диагностирования (СД)
осуществляет диагностирование объектов
диагностирования (ОД) в целом или их отдельных элементов. Результатом диагностирования
являются данные и заключение о состоянии объекта диагностирования (ОД 1, ОД2,… ОДn) с
указанием места, вида и причин дефекта, рекомендации к решениям. В ИМДПК может
предусматриваться постоянный диагностический мониторинг всех ДО составляющих ЭС:
воздушных линий (ВЛ); кабельных линий (КЛ); технологического оборудования подстанций
(ТО ПС); АСУ ТП. Все эти многочисленные информационные процессы осуществляют
мультиагенты, которые представляют собой интеграцию не менее двух компьютерных
программ (сущностей).
В данной модели ИМДПК основные функции, связанные с обработкой информации и
управления информационными потокам по запросу агента-ЛПР ЭС должны распределяться
внутренними агентами телекоммуникационной системы (ТКС) и GRID-сети, под которыми,
в нашем случае, понимаются соответствующие мультиагенты, относящиеся к АСУ ТП
электрической сети (ЭС) и являющиеся сетевыми и нейросетевыми мультиагентами
компьютерной сети. Каждый из них может иметь свой локальный интеллектуальный банк
данных (ИБиД), состоящий из локального банка данных (ЛБД) и локальной базы знаний
(ЛБЗ), размещаемые в одном вычислительном центре (ВЦ) или во внешней памяти ЭВМ
используемой в АСУ ТП электрической сети или в ИБиД электросетевой энергокомпании.
Теоретическая и практическая значимость работы заключается в том, что все
вышеизложенное в ней способствует решению поставленных интеллектуальных задач в
принятой в конце 2013 г. Технической политике ОАО “Россети”: использование
непрерывного диагностического мониторинга, интеллектуальных алгоритмов, мультиагентов
и создание активно-адаптивных ЭС.
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИЕЙ НА ОСНОВЕ
МЕНЕДЖМЕНТА РИСКОВ
Шубакова О.А.
(ПФ ФГУП «НТЦ «Атлас»)
Организации всех типов и размеров сталкиваются с внутренними и внешними
факторами и воздействиями, которые порождают неопределенность в отношении того,
достигнут ли они своих целей, и когда. Влияние такой неопределенности на цели
организации и есть «риск».
Риск присущ каждому проекту, каждому процессу и каждому решению на всех
стадиях жизни проекта. Поэтому риск должен быть управляем, а процесс менеджмента риска
должен быть интегрирован в общее управление, стратегию и планирование, политику,
процессы отчетности и процессы, связанные с продукцией.
Важно понимать, что работа с рисками проводится в любой организации. При этом
такая работа зачастую происходит стихийно. При внедрении менеджмента рисков работа с
рисками становится управляемой, систематичной и стандартизованной.
Риск: Сочетание вероятности события и его последствий
1 Термин «риск» обычно используют только тогда, когда существует возможность
негативных последствий.
2 В некоторых ситуациях риск обусловлен возможностью отклонения от ожидаемого
результата или события.
Последствие: Результат события
1 Результатом события может быть одно или более последствий.
27
2 Последствия могут быть ранжированы от позитивных до негативных. Однако
применительно к аспектам безопасности последствия всегда негативные.
3 Последствия могут быть выражены качественно или количественно
Вероятность: Мера того, что событие может произойти.
Менеджмент риска: Скоординированные действия по руководству и управлению
организацией в отношении риска.
Применение менеджмента риска дает возможность организации:
 повышать возможность достижения целей;
 поддерживать активный менеджмент;
 осознавать необходимость идентификации и воздействия на риски по всей
организации;
 отвечать соответствующим законодательным и другим обязательным требованиям
и международным нормам;
 совершенствовать управление;
 эффективно распределять и использовать ресурсы для воздействия на риск;
 сводить к минимуму потери;
 повышать обучение в организации;
 повышать устойчивость организации.
Процесс менеджмента риска условно можно разбить на 6 шагов по «оценке риска».
1. Определение ситуации
Ситуация менеджмента риска, включая технические, общие, коммерческие,
политические, финансовые, юридические, договорные и рыночные цели, которые могут
ограничивать или изменять направление проекта, должна быть определена. Виды
воздействий на процесс, подпроцессы, виды деятельности, взаимодействия процесса,
окружение должны быть идентифицированы и использованы при идентификации и
ранжировании видов риска.
Должны быть определены критерии приемлемости и допустимости риска. Их
используют для оценки риска на более поздних стадиях процесса. При разработке данных
критериев необходимо учесть минимум два момента: законодательные требования и
экономические риски. Критерии должны быть задокументированы. При этом необходимо
периодически проводить обзор этих критериев.
2. Идентификация риска
Цель идентификации риска - найти, перечислить и охарактеризовать все виды
опасных ситуаций (рисков), которые могут влиять на выполнение проекта в целом или на
достижение целей отдельных стадий проекта. Особое внимание при этом надо уделять
информации об инцидентах, литературным данным, данным об аналогах, опросам
пользователей.
На стадии идентификации риска должен быть разработан реестр проектного риска. Он
может состоять из базы данных, которая включает в себя всю информацию, касающуюся
идентифицированных видов риска.
Идентификация риска основана на прогнозировании и интерпретации ожидаемых
проблемных ситуаций.
Имеется ряд методов идентификации риска:
- мозговой штурм;
- экспертные оценки;
- структурированные интервью;
- анкетные опросы;
- контрольные списки;
- исторические данные;
- предыдущий опыт;
28
- данные испытаний и моделирования;
- оценки из других проектов.
Все практические источники информации должны быть использованы при
идентификации риска.
При идентификации каждого риска должны быть рассмотрены воздействия риска на
все цели проекта. Цели обычно включают в себя стоимость, время и качество, а также другие
цели, связанные с законодательством, регулирующими соглашениями, надежностью,
ответственностью, безопасностью, здоровьем, состоянием окружающей среды и т.п.
Предположения, сделанные в начале разработки проекта, могут быть источником
риска, и их приемлемость следует периодически проверять.
3. Оценка риска
Цель оценки риска состоит в том, чтобы проанализировать и оценить
идентифицированные виды риска и определить, требуется ли их обработка. Для каждой
опасной ситуации (риска) необходимо оценить возможный ущерб (последствия) и
вероятность реализации опасной ситуации с учетом данных о фактических сбоях
(отклонениях). Определить уровень риска как сочетание вероятности и вреда (последствий).
При анализе риска могут быть применены следующие методы:
- анализ дерева неисправностей (см. ГОСТ Р 51901.13);
- анализ видов и последствий отказов (см. ГОСТ 27.310);
- анализ дерева событий, чувствительности, статистические методы и анализ Петри и
т.д.
4. Решение о приемлемости риска
Решение о приемлемости риска принимают путем сравнения уровня риска с
приемлемыми критериями, одновременно устанавливаются начальные приоритеты для
обработки риска.
Риск может быть принят без обработки (или дальнейшей обработки). Этот риск
должен быть включен в реестр проектного риска для проведения эффективного
мониторинга. Непринятые виды риска обрабатывают.
5. Обработка риска
Цель обработки риска состоит в разработке и осуществлении рентабельных действий,
которые позволят сделать риск допустимым. Это процесс разработки планов обработки
риска включающих в себя требуемые действия, график их выполнения и указание
ответственного специалиста.
Планы обработки каждого риска должны быть документированы.
Необходимо обратить внимание на то, что обработка риска может самостоятельно
генерировать новые виды риска, которые также следует рассматривать.
6. Мониторинг и пересмотр риска
Первичная цель мониторинга и пересмотра риска состоит в том, чтобы
идентифицировать любые новые виды риска, гарантировать сохранение эффективности
обработки риска и осуществить при необходимости корректирующие действия.
Мониторинг риска должен быть непрерывным. Он должен включать в себя
экспертизу того, что все мероприятия по снижению риска внедрены именно так, как
планировалось, и они действительно снижают риск.
После завершения проекта исследования менеджмента риска выполняют с целью
гарантировать эффективность процесса менеджмента риска и определить направления
улучшения будущих проектов. Опыт многих ситуаций должен быть исследован для
усовершенствования процедур процессов и создания системы документации,
обеспечивающей прослеживаемость.
Можно сделать вывод, что риск-менеджмент — это в первую очередь культура и
«подход» к принятию решений, т. е. модель поведения, которая должна начинаться с
29
высшего руководства и постепенно транслироваться на все уровни организации через
установление руководством требований по предоставлению отчетности по рискам.
Самым важным для первичного этапа работы по внедрению менеджмента рисков
будет понимание того, что менеджмент рисков — не что-то новое, а всегда существовавший
вид деятельности. Для большинства организаций эта деятельность является
основополагающей. Применение менеджмента рисков позволит не только сделать данный
процесс более управляемым, но и сократить потери и повысить качество производимой
продукции и в конечном итоге сделать ее более конкурентоспособной.
ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ НАДЕЖНО ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОННЫХ
СИСТЕМ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИХ КОММЕРЧЕСКИЕ
ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Ахрамович И.Л.
(Открытое акционерное общество «Концерн «Моринформсистема-Агат»)
Issues related to properly operating military-purpose electronic systems comprising
commercial off-the-shelf electronic elements and software. Akhramovich I.L
Рассмотрены
вопросы
комплексного
подхода
к
разработке
сложных
эволюционирующих электронных систем, в том числе военного назначения, с
продолжительным жизненным циклом, в которых применяются коммерческие изделия
электронной компонентной базы и программное обеспечение. Проведен анализ проблем
обеспечения качества и надежного функционирования таких систем в течение жизненного
цикла.
There have been considered some points concerning a comprehensive approach to
development of perspective complex electronic systems as well as military-purpose systems having
long-term life cycle and containing commercial off-the-shelf electronic elements and software.
Quality and proper operation issues of such systems throughout life cycle have been analyzed.
Современное развитие микроэлектроники, компьютерных и информационных
технологий, систем и сетей создало возможности для обработки огромных объёмов
информации и активного обмена ею, привело к формированию глобального информационного
пространства и вызвало глобальную сетецентрическую революцию (появление интернета,
сотовой связи, системы спутниковой навигации GPS и др.). Одновременно это привело
также к появлению качественно новых электронных систем гражданского и военного
назначения, которые автономно выполняют большой объем различных функций и от
правильной работы которых зависит жизнеобеспечение и безопасность государств. В первую
очередь, это относится к новым электронным системам военной техники, в которых сейчас
используется много передовых гражданских технологий и компонентов, разработанных и
изготовленных в различных странах.
Широкое применение передовых гражданских технологий, коммерческих изделий
электронной компонентной базы (ЭКБ) и программного обеспечения (ПО) в современных
электронных системах вооружения и военной техники (В и ВТ) обусловлено следующими
объективными причинами.
Во-первых, экономика стала глобальной и инновационной.
Во-вторых, если в период 1930–1980 гг. технологии, применяемые при создании В и
ВТ, развивались быстрее и во многом превосходили гражданские технологии, а развитие
передовых технологий финансировало в основном государство, то к началу XXI века
ситуация изменилась на обратную. Потребности глобальной экономики и глобальные
рыночные механизмы обеспечили развитие многих передовых гражданских технологий,
которые опережают военные технологии и предоставляют важные возможности для быстрой
30
разработки современных электронных систем В и ВТ. Финансирование развития
гражданских технологий обеспечивает все общество через рыночные механизмы и
конкуренцию, а в их разработке (особенно на уровне изделий ЭКБ, отдельных приборов и
ПО) участвует намного большее число специалистов и компаний, чем в разработке военных
технологий. К настоящему времени стало также очевидным, что в силу ограниченности
ресурсов невозможно за счет бюджета разрабатывать и поддерживать на передовом уровне
весь спектр критически важных технологий и современных изделий ЭКБ в отдельной
стране, даже такой богатой как США.
В-третьих, продолжительность цикла «созревания» гражданских и военных
технологий различается на порядок: так цикл для гражданских технологий составляет 2
года, тогда как для военных – 20 лет. Эта тенденция является устойчивой и имеет важные
последствия. В качестве примера можно привести программу создания самолета F-22 в
США. Работы по этой программе были начаты в 1986 году, а на вооружение самолет был
принят в 2006 году. За это время производительность серийно производимых процессоров и
характеристики памяти, например, возросли более чем в 1000 раз, а показатели
суперкомпьютеров более чем в 106 раз. Соответственно многократно изменились
функциональные возможности компьютерных и информационных систем, а также
характеристики информационных сетей. Поэтому еще до завершения поставки заказанных
министерством обороны США самолетов началась программа поэтапной модернизации их
электронных систем (программа пошагового приращения их функциональных
возможностей). Отметим, что в процессе постоянного улучшения характеристик своих
суперкомпьютеров, в том числе работающих на оборону, даже специалисты в США
вынуждены применять изделия ЭКБ зарубежного производства.
В-четвертых, жизненный цикл современных сложных систем В и ВТ является
продолжительным (30 – 50 лет) и эта тенденция также является устойчивой. За этот период
времени происходит безнадежное устаревание примененных изделий ЭКБ и функциональная
деградация электронных систем относительно тех уровней возможностей, которые будут
необходимы через 15–20 лет, если системы неспособны эволюционировать и развиваться в
процессе их эксплуатации. Действительно, в силу быстрого развития новых технологий и
возможностей, а также асимметрии ответных действий потенциальных противников,
заложить в нынешние технические требования к электронным системам В и ВТ реальные
показатели, которые будут необходимы через двадцать лет, вряд ли возможно.
В-пятых, в настоящее время одним из главных требований, предъявляемых к
разрабатываемым электронным системам В и ВТ, стала минимизация стоимости их
жизненного цикла.
Перечисленные выше тенденции имеют важные комплексные последствия, которые
должны учитываться при разработке современных электронных систем В и ВТ.
1. Гражданские технологии и компоненты будут использоваться в современных
электронных системах В и ВТ, поскольку это обусловлено рассмотренными выше
объективными причинами, и обеспечат ряд важных преимуществ. Однако, одновременно
такие системы становятся уязвимыми для проникновения контрафактных компонентов,
вредоносных программ и кибер-атак.
2. Объективной тенденцией становится разработка электронных систем В и ВТ с
продолжительным жизненным циклом, которые развиваются в течение всего их жизненного
цикла. Объем функций таких систем может увеличиться в несколько раз, а в аппаратной
части могут добавляться новые модули, реализованные на новых изделиях ЭКБ.
3. Мы должны быть уверены, что электронные системы В и ВТ правильно
выполняют предписанные им функции в течение всего их жизненного цикла. Поскольку
цикл разработки сложных систем военного назначения составляет 15–20 лет, уже сейчас
необходимо ставить вопрос о разработке сетецентрических электронных систем, которые изза использования покупных компонент могут иметь уязвимости в ПО, но будут правильно
31
функционировать и которым «можно доверять» в течение всего их жизненного цикла.
В настоящее время уже не теоретический, а практический интерес представляют
ответы на следующие вопросы.

Можно ли строить безопасные системы из небезопасных компонентов?

Реально ли на короткий срок объединить не совсем безопасные системы,
чтобы получить необходимый полезный эффект от их совместной работы, и если да, то
каковы сравнительные преимущества и слабости такого подхода?

Возможно ли создание надежных и «доверенных» систем В и ВТ при
использовании покупных гражданских изделий ЭКБ и ПО ?
Для решения этих проблем необходим комплексный подход к разработке надежных
«доверенных» электронных систем, которые эволюционируют в течение продолжительного
жизненного цикла. В данном случае «доверенная» система – это электронная система,
которая правильно функционирует в течение всего жизненного цикла и ей можно доверить
выполнение заданных функций. «Доверенная» система должна быть устойчивой и гибко
реагировать на деструктивное воздействие из внешней среды. Следует подчеркнуть, что
министерство обороны США прямо определило разработку устойчивых «доверенных»
электронных систем В и ВТ в качестве одного из главных приоритетов для среднесрочной
перспективы (10–15 лет).
Современные концепции разработки «доверенных» электронных систем В и ВТ
должны содержать следующие элементы:
- разработка эволюционирующих и развивающихся в течение жизненного цикла
электронных систем на основе открытой архитектуры;
- разработка надежных «доверенных» систем с подсистемой защиты и
самовосстановления функций в течение жизненного цикла;
- проектирование надежных «доверенных» систем, содержащих коммерческие
изделия ЭКБ и ПО;
- разработка электронных систем военной техники, самообороняющихся от закладок и
вирусов и самовосстанавливающихся после кибер-атаки (обладающих иммунитетом) в
течение всего жизненного цикла.
Концепция производства и обеспечения качества «доверенных» электронных систем
В и ВТ должна предусматривать меры и инструменты для борьбы с проникновением
контрафактных компонентов в электронные системы военной техники на этапах их
разработки, производства и эксплуатации.
Понятия устойчивость и гибкость «доверенной» системы не являются синонимами
понятий надежности и резервирования системы. Устойчивость системы определяется как
способность программно-аппаратных комплексов при воздействии вредоносных факторов
внешней среды смягчить серьезность и вероятность отказов или потери функций,
адаптироваться к изменяющимся условиям, восстановить до приемлемого уровня
производительность, поддерживать этот уровень в течение необходимого периода времени
и правильно функционировать после воздействия. Для этого «доверенная» система должна
обладать следующими специальными защитными функциями:
- до воздействия деструктивных факторов внешней среды (нормальная работа) –
система проводит мониторинг характеристик окружающей среды и имеет стратегию
реагирования;
- во время воздействия – система выдерживает разрушающее воздействие
деструктивных внешних воздействий;
- после воздействия – система восстанавливает функции и производительность до
приемлемого уровня.
Причем защитные функции могут быть статическими, например, резервирование, и
динамическими, такими как корректирующие действия.
Как уже отмечалось, использование передовых гражданских технологий в
32
современных электронных системах В и ВТ обеспечивает ряд преимуществ и является
объективной тенденцией, альтернативы которой являются дорогостоящими и мало
перспективными. Следовательно, необходимо разработать средства для смягчения рисков,
связанных с этой тенденцией, при проектировании и производстве современных
электронных систем В и ВТ.
Основные элементы предлагаемого комплексного подхода к разработке надежных
«доверенных» электронных систем В и ВТ изложены нами в статьях в журнале «Стандарты
и качество» за 2014 год № 5 (статья «Об электронных системах военного назначения,
устойчивых к киберугрозам») и №8 (статья «Электронная компонентная база: предотвратить
проникновение контрафакта»).
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УЧЕТА
ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Феофилов Е.И.
(Тульский государственный университет)
Рассматривается многофункциональная автоматизированная система, позволяющая
потребителю полностью контролировать весь свой процесс энергопотребления и качество
электроэнергии, а по согласованию с поставщиками энергоресурсов иметь при этом
возможность переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергозатраты.
Решение проблем энергосбережения и снижения финансовых потерь на современных
предприятиях невозможно без организации комплексного автоматизированного
высокоточного учета энергопотребления по всем энергоносителям (электроэнергия,
питьевая, техническая и теплофикационная вода, пар, сжатый воздух, природный и
технический газы, нефтепродукты и др.) и контроля качества электроэнергии.
Поэтому разработка многофункциональных автоматизированных системы контроля
учета энергоресурсов является актуальной задачей, тем более, что большинство
действующих автоматизированных систем контроля и учета энергоресурсов выполняют в
основном только функцию учета электроэнергии. Предлагаемая система энергоучета
содержит следующие составляющие:
1) счетчики потребления энергоресурсов с телеметрическим импульсным или
цифровым выходом (активной и реактивной электроэнергии, холодной и горячей воды,
счетчики газа и измерительный комплекс газа, тепловые счетчики);
2) счетчики для учета импульсов – регистраторы, к которым подключаются до 16
счетчиков с импульсным выходом. Регистраторы используются для накопления числа
импульсной информации от первичных счетчиков с одновременной фиксацией
астрономического времени; проведение 1-тарифного и 2-тарифного учета электроэнергии
при использовании 1-тарифных счетчиков, передачи полученных данных в цифровом
формате на ПК согласно стандарту RS-485;
3) устройства сбора и передачи данных (УСПД), обеспечивающие сбор необходимых
данных с регистраторов и счетчиков всех энергоресурсов, отличающихся цифровым
выходом, а также хранением и своевременной передачи всех данных на следующий уровень
системы;
4) вспомогательные устройства для передачи всей цифровой информации (модемы,
преобразователи и регистраторы, блоки питания);
5) сервер коммерческого учета для обеспечения бесперебойной работы
автоматизированных рабочих мест (АРМ). Данное устройство подразумевает использование
Internrt, Ethernet, «витую пару», телефонный модем, PLC-модем, непосредственную связь с
УСПД, которые соответственно обеспечивают синхронизацию работы с помощью приемных
33
модулей, линий связи, счетчиков и импульсов-регистраторов;
6) многофункциональный счетчик Альфа Плюс для контроля параметров качества
электроэнергии.
АСКУЭ обеспечивает выполнение следующих функций:
- ведение базы данных (БД) потребления всех без исключения ресурсов на ПК;
- подготовка отчетов и протоколов, аналитической информации и графиков для
последующей распечатки;
- выписка абонентских счетов для оплаты всех потребленных энергетических
ресурсов;
- информирование всех потребителей ресурсов о состоянии их оплат и,
соответственно, потребления энергоресурсов;
- сведение баланса поступление и потребления ресурсов с целью нахождения случаев
непредусмотренного потребления;
- выдача данных и обмен информацией аналитического характера между
организациями и поставщиками энергоресурсов, а также структурами ЖКХ;
- корректировка внутренних часовых механизмов счетчиков импульсов-регистраторов
со счетчиками ресурсов, обладающих цифровым выходом;
- контроля линии связи с энергоресурсными счетчиками;
- защиты информации от несанкционированного доступа, многотарифность учета
энергоресурсов.
Преимущества многофункциональной АСКУЭ состоят в следующем:
- использование минимального качества функциональных блоков и длины проводов
благодаря параллельному принципу подключения всех счетчиков импульсов – регистраторов
к одной линии;
- вся поступающая информация о ресурсах вплоть до ее ввода в ПК сохраняется в
энергонезависимой памяти самих регистраторов, а отсутствие промежуточных блоков
накопителей информации между счетчиками-регистраторами и ПК снижает до минимума
возможность возникновения сбоев в работе самой системы.
Кроме того, передача данных с помощью интерфейса RS-485 исключает влияние
наводок и помех при этом;
- простота и удобство в обслуживании объясняется следующим. Адаптер 485/232
разрешает считывать уведомления в ПК непосредственно на месте, а при наличии
телефонной свободной линии очень удобно передавать данные на удаленный компьютер с
помощью обычного телефонного модема. Можно использовать и GSM-модем, в противном
случае;
- многообразие функций, что отвечает современным требованиям к подобным
системам. При этом возможность увеличение числа функций без ущерба и глобальных
перемен в общей системе;
- открытость, совместимость и защищенность обеспечивается тем, что протоколы
передачи данных открытые, но при этом информация надежно защищена от
несанкционированного доступа.
Потребитель может использовать как стандартное программное обеспечение (ПО), так
и собственное, при этом стандартное ПО совместимо со всеми программами,
предусматривающими расчеты. Указанные преимущества делает данную систему
универсальной для внедрения на разнообразных объектах.
34
ОЦЕНКА МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ПРИ УЧЕТЕ РАСХОДА
ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
Феофилов Е.И., Сухинин Б.В.
(Тульский государственный университет)
Производится оценка методической погрешности, возникающей при учете расхода
энергоносителей, если расчет вести не по текущим параметрам энергопотребления, а по
средним значениям за некоторый период времени.
В качестве показательного примера проведем оценку методической погрешности при
учете потребления тепловой энергии в водяной системе теплоснабжения, при условии, что
имеется возможность измерения текущих значений массового расхода и перепада
температур между подающим и обратным трубопроводами. Для простоты анализа процесса
потребления ограничимся двумя интервалами времени, на каждом из которых расход и
температура теплоносителя стационарны. При таких условиях выражение для среднего
значения расхода за интервал времени to примет вид
Gср.= [Z+X(1-Z)]G1
а среднего значения перепада температур за интервал to
Tср.= [Z+Y(1-Z)]T1
В полученных выражениях приняты следующие обозначения:
to – период времени, равный периоду осреднения параметров, ч;
Z – значение удельного веса первого интервала времени со стационарными параметрами;
G1 – значение массового расхода теплоносителя на первом интервале стационарности, т/ч;
X – значение отношения массового расхода теплоносителя на втором интервале
стационарности к его значению на первом интервале;
T1 – значение перепада температур между подающим и обратным трубопроводами на первом
интервале стационарности, °С;
Y – значение отношения перепада температур на втором интервале стационарности к его
значению на первом интервале.
При перепаде энтальпии воды равным произведению перепада температур на
постоянный коэффициент, равный 1ккал кг/с, тепловая энергия Wср. определяемая по
средним значениям параметров на интервале t0 выполняется по выражению
Wср = 10 -3 [Z+X(1-Z)]х[Z+Y(1-Z)] G1 T1 to, Гкал
Тепловая энергия W, определяемая по текущим значениям параметров вычисляется по
выражению
W = 10 -3 [Z+X Y (1-Z)] G1 T1 to, Гкал,
тогда относительная методическая погрешность учета расхода энергоносителей
определяется по формуле

W  Wcp
W

Z(1  Z1  X 1  Y
100%
Z  XY1  Z
Для примера, примем Z=0,5; X=2; Y=0,5, тогда значение погрешности
β = -12,5%. Это означает, что учет по средним значениям расхода и перепада температур
завышен на 12,5% по сравнению с учетом по текущим значениям параметров
энергопотребления. То есть учет по средним значениям параметров завышает платежи за
тепловую энергию.
Для исключения влияния методической погрешности следует вести учет
энергоносителей только по текущим значениям параметров энергопотребления, т.е.
необходимо использовать современные цифровые теплосчетчики. Дискретность
преобразования входных сигналов у таких приборов меньше 4с, что практически исключает
динамическую погрешность и обеспечивает более точный учет энергопотребления.
35
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ ИТ-СЕРВИСА
Киселева Т.В., Маслова Е.В.
(ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»)
Some aspects of risk management of IT-service Kiseleva T.V., Maslova E.V.
In article it is told about IT service and risks, with them connected. For estimation of
probability of emergence it is offered to use elements of fuzzy logic. As one of ways of protection
insurance is chosen. Scenario approach of determination of the extent of damage from realization of
risks is considered.
ИТ-сервис – это комплекс взаимодействующих ИТ-активов, цель которого состоит в
производстве ценности для потребителя, определяемой полезностью, доступностью,
мощностью, непрерывностью и безопасностью сервиса [1]. Согласно ITIL (библиотеке
современных руководств по управлению ИТ-сервисами) жизненный цикл ИТ-сервиса,
который требует непрерывного улучшения, включает следующие стадии:
1. Стратегия.
2. Проектирование.
3. Внедрение.
4. Эксплуатация.
На любой из этих стадий жизненного цикла есть вероятность возникновения
различных рисков, уменьшение или предотвращение которых является возможным при
условии грамотно организованного управления ими. Так как речь идет об ИТ-сервисе, то
пользователей в первую очередь интересуют информационные риски, это опасность
возникновения убытков или ущерба в результате применения в организации
информационных технологий [1 - 4].
Управление информационными рисками – это комплекс мероприятий по
идентификации, анализу и устранению выявленных в структуре информационной
безопасности недостатков, связанных с разработкой, эксплуатацией и утилизацией
информационных комплексов.
Одним из способов защиты от некоторых рисков является страхование. Страхованием
называется система мероприятий по созданию денежного (страхового) фонда за счет взносов
его участников, из средств которого возмещается ущерб, причиненный стихийными
бедствиями, несчастными случаями, а также выплачиваются иные денежные суммы в связи с
наступлением определенных событий [5]. Дадим постановку задачи разработки системы
страхования от рисков.
Дано:
1. Основные моменты законодательства по страхованию;
2. Стоимость активов страхователя, u;
3. Сумма расходов, запланированная страхователем для предупредительных мер, ν;
4. Вероятность наступления страхового случая, Р;
5. Доход страхователя, H(u);
6. Ограничения:
1) суммарные страховые взносы не должны быть ниже ожидаемых выплат, т.е. ω ≥
EW, где ω – сумма страхового взноса: ω = δ0W, δ0 – нетто-ставка, W – величина,
определяющая размер текущих сумм выплат за рассматриваемый промежуток времени; EW
– математическое ожидание текущей суммы выплат.
2) Нетто-ставка должна быть не меньше вероятности наступления страхового случая:
δ0≥Р.
7. Критерий: целевая функция страхователя:
36
Ef(ν,u)=H(u)-z(u)-ν-k(ν,u)+p(ν,u)[(1+ε)V(ν,u)-W']
(
(1)
где u – действие страхователя, например, объем производимой продукции, ν – сумма,
затрачиваемая на предупредительные меры, H(u) – доход страхователя, p(ν,u) – вероятность
наступления страхового случая, z(u) – затраты страхователя, ε – параметр, отражающий
степень несклонности страхователя к риску ИТ-сервиса (оценивается экспертом), k(ν,u) –
страховой взнос, V(ν,u) – страховое возмещение, W’ – размер ущерба страхователя от
реализации риска.
Требуется: разработать систему страхования рисков при выполнении ограничений и
максимизации целевой функции страхователя.
Одной из первоочередных задач является оценка вероятности возникновения того или
иного вида риска. Часто при классификации рисков их вероятности оцениваются как:
«сильный», «слабый», «умеренный». Но такая градация является грубой, неинформативной и
малополезной. Уместно использовать методы нечеткой логики, где используются
лингвистические переменные, и вероятности событий, связанных с оцениванием риска,
можно представить в более гибкой форме на языке человеческого общения, как: «крайне
маловероятно», «маловероятно», «более-менее вероятно», «весьма вероятно», «почти
наверняка» и т.д. Далее эти оценки с помощью выбранной функции принадлежности
приобретают численные значения из интервала [0,1]. Выбор конкретной функции
принадлежности может осуществляться при помощи экспертной группы, так как это плохо
формализуемая задача, и ее решение часто основывается на интуиции и опыте. В случае
оценки рисков лучше выбрать колоколообразную функцию вида:
1
(
μ(x,a,b,c)=
,
2𝑏
(2),
𝑢−𝑐
1+| 𝑎 |
где μ(x,a,b,c) – выбранная функция принадлежности; x – базовая переменная универсального
множества X, в данном случае принимающая значения из диапазона [0, 100]; с – параметр,
определяющий расположение от центра функции принадлежности; a, b – параметры,
влияющие на форму кривой функции, подбираются экспериментальным путем.
Диапазоны изменения базовой величины для каждой лингвистической переменной
определяются с помощью экспертов. Ниже приведен график функции принадлежности для
диапазонов изменения, которые выбраны следующими:
1. Крайне маловероятно – x ϵ [0, 14];
2. Маловероятно – x ϵ [15, 39];
3. Более-менее вероятно – x ϵ [40, 60];
4. Весьма вероятно – x ϵ [61, 85];
5. Почти наверняка – x ϵ [86, 100].
После определения диапазона подбираются параметры a и b (для каждого диапазона
они могут быть различны), таким образом, строится график функции принадлежности.
Рассмотрим сценарный подход для определения размера ущерба, нанесенного
организации в результате реализации всех возможных рисков за плановый период Т ее
работы на приведенном ниже примере.
Пусть за плановый период работы организации произошло n инцидентов. В каждом из
этих случаев прекратила функционирование некоторая часть ИТ-сервисов Sci из портфеля
сервисов объемом Sc. На какое-то время работа организации остановилась до выяснения
причин и того, какие именно сервисы вышли из строя. После этого была произведена замена
вышедших из строя версий ИТ-сервисов Sci на их некоторые упрощенные варианты,
находящиеся в рабочем состоянии Sc-1i. В это же время начались работы по восстановлению
пришедших в нерабочее состояние версий сервисов. После восстановления работа
организации продолжена в обычном режиме.
Таким образом, потери за весь период работы ИТ-сервисов можно рассчитать по
37
приведенной ниже формуле:
𝑛
𝐴 = ∑[𝑑(𝑆𝑖𝑐 ) ∙ 𝜏1𝑖 + (𝑑(𝑆𝑖𝑐 ) − 𝑑(𝑆𝑖𝑐−1 )) ∙ 𝜏2𝑖 + 𝑧𝑖 ]
(
(3),
𝑖=1
где А – потери, T – плановый период работы организации, n – количество инцидентов, Sci –
совокупность ИТ-сервисов, отказавших в i-ый момент времени, 𝑖 ∈ 1. . 𝑛, Sc-1i - совокупность
ИТ-сервисов предыдущей работоспособной версии, запущенных вместо отказавших, ti(нач) –
момент отказа совокупности ИТ-сервисов Sci, ti Sc-1i – момент запуска в работу совокупности
ИТ-сервисов предыдущей работоспособной версии, ti(кон) – момент запуска в работу
восстановленной совокупности ИТ-сервисов Sci, τ1i – время полного простоя, τ2i – время
работы ИТ-сервисов предыдущей работоспособной версии, zi – затраты на восстановление
работоспособности ИТ-сервиса в i-ый момент времени, d(Sci) – добавленная стоимость ИТсервисов Sci, d(Sc-1i) – добавленная стоимость ИТ-сервисов Sc-1i.
Для расчета конкретного ущерба необходимо привлекать экспертов, которые смогут
дать оценку факторов, включенным в формулу (3). В качестве экспертов при этом могут
выступать специалисты по информационным технологиям, обслуживающие ИТ-сервисы и
сталкивающиеся на практике с различными причинами отказа той или иной части ИТсервисов.
Таким образом, в докладе даются определения ИТ-сервиса и процесса управления
информационными рисками. Для нашей страны эти понятия относительно новые, но за
рубежом уже давно существует и успешно развивается такое направление как рискменеджмент, разрабатываются методы защиты от рисков. Для уменьшения опасности
возникновения риска предлагается использовать такой метод, как страхование, и разработать
соответствующую систему. Для оценки вероятности риска лучше всего использовать
элементы нечеткой логики совместно с методами экспертных оценок. Рассмотрен пример
построения функции принадлежности оценки риска. Приведен пример сценарного подхода к
определению размера ущерба, возникшего в результате реализации какого-либо вида риска.
Конечно, для выполнения таких функций лицо, принимающее решение, должно быть
компетентным в соответствующих вопросах, хорошо разбираться в экономике, методах
системного анализа и структурного анализа данных, а также быть достаточно опутным в
вопросах информационных технологий и подчас следить за политической ситуацией в мире.
Литература
1. Киселева Т.В., Маслова Е.В. Анализ информационных рисков // Моделирование,
программное обеспечение и наукоемкие технологии в металлургии. - Новокузнецк: СибГИУ,
2011. - С. 75-81.
2. Киселева Т.В., Маслова Е.В. Процесс управления информационными рисками на
основе их анализа // Системы управления и информационные технологии. - 2011. - №2.1(44).
- С. 129-133.
3. Киселева Т.В., Маслова Е.В. Управление рисками ИТ-сервиса на стадиях его
жизненного цикла // Информатизация и связь. - 2013. - №2. - С. 128-131.
4. Киселева Т.В., Маслова Е.В. Обеспечение непрерывности ИТ-сервиса на стадиях
его жизненного цикла // Технологии разработки информационных систем. - Таганрог: ЮФУ,
2013. - С. 139-143.
5. Механизмы страхования в социально-экономических системах / Бурков В.Н.,
Заложнев А.Ю., Кулик О.С., Новиков Д.А. , - М.: ИПУ РАН, 2001. - 109 с.
38
МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ
Константиновский В.М., Храмов М.Ю.
(ОАО «Концерн «Моринсис-Агат»)
Methods of forecasting the reliability. Konstantinovsky V.M., Hramov M.Y.
Одним из основных признаков, по которым можно различать существующие методы
прогноза надежности, являются цель прогноза и определяемая при этом характеристика
апостириорного случайного процесса. Таких характеристик может быть две – условная
вероятность безотказной работы системы (прогнозированная надежность) или состояние
системы (прогнозированное техническое состояние).
Методы прогнозирования надежности технических устройств начали развиваться
сравнительно недавно. В результате прогноза получают важную характеристику –
вероятность безотказной работы системы. Однако для решения этой задачи необходим
большой объем априорной информации об исследуемом случайном процессе, то есть
необходимо так называемое исчерпывающее описание случайного процесса. Кроме того,
недостатком метода прогнозирования надежности является сравнительно большая сложность
его реализации, обусловливающая большие вычислительные затраты.
Методы прогнозирования технического состояния получили более широкое
применение. С одной стороны, это связано с тем, что получить оценку будущего состояния
системы, как правило, проще, чем определить вероятность ее безотказной работы. С другой
стороны, теория прогнозирования технического состояния тесно связана с общей теорией
экстраполяции случайных процессов имеющей, начиная с работ А.Н. Колмогорова и Н.
Винера, довольно большую историю развития. К тому же, потребности практики вызвали
появление большого числа методов прогноза, которые, не имея убедительного
теоретического обоснования, отличаются сравнительной простотой. В связи с этим все
методы прогнозирования технического состояния можно разделить на две большие группы:
методы, основанные на общей теорий экстраполяции случайных процессов, и методы,
использующие аппарат численного анализа.
Первая группа методов дает, как правило, прогноз будущего состояния объекта
(системы) на основе критерия среднеквадратической ошибки предсказания. Прогноз
обеспечивается на тем большее время, чем больший объем информации об исследуемом в
распоряжении.
Сравнительно широкое применение методов численного анализа в целях прогноза
вызвано их относительной простотой и малым объемом потребной априорной информации.
Основная идея этих методов состоит в том, что наблюдаемая реализация случайного
процесса, рассматривается как функция времени, аппроксимируется некоторым
аналитическим выражением. Это выражение и используется для расчета прогнозного
значения данной реализации. Для снижения ошибок может использоваться
методнаименьших квадратов, в соответствии с которым аппроксимирующая кривая
проводится таким образом, чтобы сумма квадратов ее отклонений от наблюдаемой
реализации была минимальной.
К рассматриваемым методам относится также так называемый метод индекса дрейфа,
в соответствии с которым на основании двух последовательных измерений определяется
скорость изменения параметра (индекс дрейфа). Отрезок реализации между моментами двух
измерений заменяется прямой линией с углом наклона, соответствующим индексу дрейфа,
что позволяет судить о том, в какой момент времени реализация достигнет допустимой
границы, если индекс дрейфа будет постоянным на всем интервале прогноза. Метод прост,
но имеет низкую точность.
39
В практике эксплуатации сложных автоматизированных (то есть человеко-машинных
или
эргатических)
систем
(транспортные
системы,
энергетические
станции,
производственные конвейеры и т. п.) нашли применение два метода прогнозирования их
технического состояния.
Первый метод основан на анализе изменения статистических показателей
безотказности, второй– на анализе изменения определяющих параметров системы.
Первый метод позволяет прогнозировать состояние всего парка однотипных систем,
что дает возможность определить время начала массовых отказов, связанных с износом или
урегулированием, а также оценить изменение показателей безотказности после проведения
профилактических мероприятий. Для этой цели лучшеиспользовать -характеристику, так
как вид функции (t) позволяет судить о характере неисправностей и способе их
предупреждения. Так, при  = const отказы носят внезапный характер, а возрастание (t)
свидетельствует о возникновении массовых отказов всего парка систем.
Вместе с тем, более важным может оказаться знание технического состояния каждого
объекта перед его использованием с целью возможной его замены в случае неполной
уверенности в сохранении его работоспособного состояния на прогнозируемом промежутке
времени. Тогда необходимо прогнозирование, основанное на анализе изменения
определяющего параметра.
СИСТЕМА ОЧИСТКИ БАЛЛАСТНЫХ ВОД ОТ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Козлов Д.Н., Борисовский Д.В., Николаев Ю.Л.
(ОАО «ЦНИИ «Курс»)
System cleaning of ballast water from biological pollution. Kozlov. D.N., Borisovsky,
D.V. Nikolaev Y.L..
Ballast water treatment system from biological pollutants provides a reliable and
ecologically safe disinfection of ballast water, which is not only beneficial from an economic point
of view, but does not create problems for the environment and operators.
В настоящее время в результате антропогенной деятельности по нашей планете
ежедневно перемещаются десятки тысяч видов животных и растительных организмов, при
этом развитие их в новых регионах приводит к весьма серьезным экологическим,
социальным и экономическим последствиям. [1]. Ущерб, нанесенный чужеродными
морскими организмами новой среде обитания, происходит из-за нарушения природного
баланса экосистемы, что грозит зачастую полным вымиранием каких-либо местных видов
флоры и фауны. В то же время до сих пор науке неизвестны достаточно эффективные и
безвредные способы восстановления баланса экосистемы. Транспортировка чужеродных
организмов на судах с балластной водой является не только экологической проблемой, но и
проблемой безопасности мореплавания, рыболовства и рыбоводства, сельского хозяйства, а в
конечном счете и большой экономической проблемой. Сброс балласта, как правило, не
заметен зрительно, его трудно обнаружить без применения специальных исследований (в
отличие, например, от сброса нефтесодержащих вод), однако последствия могут быть
неизмеримо более катастрофическими [2].
С целью снижения экологических, эпидемиологических и других нагрузок на водную
среду, вызванных сбросом неочищенных балластных вод с судов Международная Морская
Организация (IMO) 12.02.2004г. приняла Конвенцию по контролю и обработке судового
водного балласта и осадков. Конвенция распространяется на все типы судов гражданского
флота. Требования по обязательной очистке балластных вод на судах, построенных до 2009
года и водоизмещением от 1500 до 5000 т вступают в силу начиная с 2014 года; для судов
40
водоизмещением менее 1500 т и свыше 5000 т. эти требования начнут действовать с 2016
года [3].
Конвенцией предусмотрены следующие методы очистки балластных вод:
Первый метод – исключение сброса балласта вообще. Это самый надежный способ,
он применяется в тех случаях, если сброс балластных вод запрещен полностью. Понятно, что
этот способ не очень практичен.
Второй метод – уменьшение концентрации морских организмов, содержащихся в
принимаемом на борт водяном балласте. Это может быть достигнуто путем ограничения
количества принимаемого водяного балласта, а также путем выбора мест приема балласта
(не следует принимать балласт на малых глубинах, районах застоя воды, поблизости от мест
слива сточных вод и дноуглубительных работ и районов обнаружения патогенных
микроорганизмов).
Третий метод – береговая обработка – имеет ряд преимуществ, однако необходимо
учесть, что многие суда не имеют возможности сдавать водяной балласт на береговые
приемные сооружения. Однако далеко не все из них могут предоставить судну
соответствующие приемные сооружения. При этом маловероятно, что в ближайшее время
порты начнут строить приемное оборудование для водяного балласта, имея еще много не
решенных проблем с приемным оборудованием, требуемым правилами Конвенции
МАРПОЛ.
Четвертый метод заключается в смене балласта в водах открытого океана или его
разбавлении. Метод замены балласта не применим для судов смешанного «река-море»
плавания, построенных по Правилам Речного Регистра в силу их конструктивных
особенностей, эксплуатационных характеристик и ограниченности района плавания. Район
плавания разных типов этих судов ограничен Классом Регистра до 50 или 100 миль, а для
ряда судов и 20-ти мильной зоной.
Однако вышеперечисленные способы управления качеством балластной воды нужно
рассматривать только как теоретические, так как их эффективность не доказана, а внедрение
потребует большой по объему и длительной подготовительной работы. В связи с этим,
можно сделать вывод о том, что перспективными для предотвращения биологического
загрязнения водоемов могут быть только способы обработки балласта на борту судна,
несмотря на возможные дополнительные затраты. Уже разработаны определенные
технологии этого процесса, рекомендуемые Руководством ИМО по обработке балласта.
Такая обработка может осуществляться следующими способами:
 физический (нагревание, обработка ультразвуком, ультрафиолетовым излучением,
магнитным полем, ионизация серебром, и т.п.);
 механический (фильтрование, внесение изменений в конструкцию судна,
применение специальных покрытий танков и т.п.);
 химический (озонирование, удаление кислорода, хлорирование и т.п.);
 биологическое воздействие – добавление в балластную воду хищных или
паразитных организмов с целью уничтожения вредных микроорганизмов [4].
Эти методы имеют свои преимущества и недостатки, например, механическая
обработка путем сепарирования или фильтрования обеспечивает удаление крупных частицы
как небольшие морские водоросли, но это не исключит вероятности приема
микроорганизмов. Осадки будут сбрасываться в районе балластировки, однако капитальные
затраты, связанные с обеспечением инфраструктуры для этого, могут быть большими.
Физическое воздействие ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком, нагревание
балластной воды также несет большой риск для здоровья экипажа, может вызвать эффект
коррозии. Большой минус при использовании физического воздействия – оно не дает
стопроцентной гарантии уничтожения патогенных микроорганизмов [5].
Применение химикатов влечет ряд проблем: в первую очередь, это очевидный риск
для здоровья экипажа, неизбежная коррозия балластных насосов, трубопроводов, покрытий
41
танков и других частей балластной системы, а также, разумеется, загрязнение этими
химикатами морской среды в результате их сброса вместе с балластом.
В рамках предлагаемой тематики для судов с объемом балластных вод от 50 до 1500м³
ОАО «Гипрорыбфлот» совместно с ОАО «ЦНИИ «Курс» и РГУ «Нефти и Газа имени И.М.
Губкина» разрабатывают эффективную низкозатратную технологию и оборудование
модульного типа для обезвреживания балластных вод на судах с регулируемой
производительностью путем ее обработки в электролизерах 2х типов, обеспечивающих
одновременный синтез бактерицидов: озона, атомарного кислорода, иона гидроксония и
ионов металлов (меди, олова или серебра), обладающих олигодинамическим действием на
клетки микроорганизмов. В результате сочетания их действия бактерицидный эффект
наступает при значительно более низких концентрациях активных окислителей, чем в
традиционных электрохимических технологиях и сохраняется длительное время [6].
Основные отличия и преимущества разрабатываемой технологии и оборудования от
наиболее близких, химической и электрохимической технологии, являются следующие:
- оригинальная конструкция электролизеров, материала электродов и параметров
электролиза обеспечивает синтез эффективного комплекса устойчивых кислородсодержащих
окислителей;
- благодаря синтезу при электролизе комплекса обеззараживающих веществ,
содержащих активный кислород и ионы металлов, эффект обеззараживания достигается при
существенно более низких суммарных концентрациях окислителей, чем при обработке
химическими реактивами;
- нет необходимости аккумулирования, хранения и работы персонала на судне с
ядовитыми веществами – окислителями;
- из-за низкой концентрации окислителей, легко регулируемой расходом тока,
отпадает необходимость очистки балластной воды от хлора пропусканием ее через угольные
или другие фильтры;
- нет необходимости установки улавливателей (скрубберов) в зоне хранения
реактивов типа гипохлорита;
- оперативное изменение качественного состава обеззараживающих компонентов
достигается регулированием расхода и плотности тока в зависимости от состава балластной
воды;
- исполнение оборудования в виде модулей позволяет регулировать
производительность установки в требуемых пределах.
Система обеспечивает надежную и экологически безопасную дезинфекцию
балластной воды, которая не только выгодна с экономической точки зрения, но и не создает
проблем для окружающей среды и операторов. Прохождение электрического тока через
специальные
электроды
гальванического
элемента
сопровождается
серией
электрохимических реакций, в результате которых в воде образуются дезинфицирующие
вещества. Применяемые электроды обладают такими химическими и электрохимическими
свойствами, которые позволяют вырабатывать очень короткоживущие и реактивные
гидроксильные (ОН) радикалы, уничтожающие бактерии и организмы, при этом условия
электролиза значительно отличаются от стандартного электролиза с выделением хлора. Эти
гидроксильные радикалы имеют очень короткий срок жизни и поэтому не учитываются при
определении общего количества остаточных оксидантов.
Разрабатываемая ОАО «Гипрорыбфлот» совместно с ОАО «ЦНИИ «Курс» система,
подходит под вышеуказанные критерии и в будущем позволит повысить экологическую
безопасность судоходства, а так же выполнить требования конвенции по контролю и
обработке судового водного балласта и осадков.
42
Литература
1. Александров Б.Г. Проблема переноса водных организмов судами и некоторые
подходы к оценке риска новых инвазий // Морской экологический журнал. — 2004. — Т. 3.
№ 1. — С. 5-17.
2. Дгебуадзе Ю.Ю. Проблемы инвазий чужеродных организмов // Экологическая
безопасность и инвазии чужеродных организмов. М.: МСОП, ИПЭЭ РАН. 2002. - С. 11-14.
3. Международная конвенция о контроле судовых балластных вод и осадков и
управлении ими 2004года. СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 2005. - 120 с.
4. Ермошкин Н.Г., Калугин В.Н., Корнилов Э.В., Кулешов И.Н. Судовые установки
очистки сточных вод: способы и схемы очистки, устройство и эксплуатация: Учебн. пособ./
Под общ.ред. Пипченко А.Н. Одесса: ФЕН1КС - 56 с.
5. Жуков H.H., Драгинский B.J1., Алексеева Л.П. Озонирование воды в технологии
водоподготовки // Водоснабжение и санитарная техника. -2000.-№1 С. 2-4.
6. Козлов Д.Н. К вопросу очистки балластных вод от биологических загрязнений на
судах рыбопромыслового флота // Научно-технический журнал судостроительной
промышленности РФ «Проблемы развития корабельного вооружения и судового
радиоэлектронного оборудования». 2013. вып.2. С.70-79.
ОБ ОДНОМ ПОДХОДЕ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ МАГНИТОУПРУГОСТИ ПЛАСТИН И
ОБОЛОЧЕК
Пухлий В.А., Лепеха О.Г., Померанская А.К.
(Севастопольский национальный технический университет СНУЯЭиП, СевНТУ)
About one approach to the decision of problems magnetic and elastic of plates and
covers. Puhly V. A, Lepeha O. G, Pomeranskaja A.K.
The analytical decision of a problem of stability magnetic and elastic a cylindrical cover is
stated.
Исследования в области магнитоупругости связаны, как правило, с новыми
инновационными технологиями и решением практических задач в области современной
техники, в частности, в робототехнике.
Это, прежде всего, воздействие магнитных полей при управлении движением плазмы,
протекающей в упругой оболочке (термоядерный синтез), разработка электромагнитных
насосов,
разработка
импульсных
соленоидальных
катушек,
разработка
магнитокумулятивных генераторов, разработка магнитогидродинамических ускорителей,
разработка бесконтактных магнитных опор движущихся объектов; разработка
измерительной аппаратуры, работающей в области воздействия электромагнитных полей.
Отметим, что разработка оптимальных конструкций в указанных областях
современной техники связана с вопросами широкого применения конструкционных
элементов типа тонкостенных пластин и оболочек, в которых эффекты взаимодействия
электромагнитных полей с пластинами (оболочками) оказываются весьма значительными.
Заметим, что процессы взаимодействия конструкционных элементов с
электромагнитными полями в значительной степени усложняются в случаях использования
материалов
элементов,
обладающих
свойствами
магнитной
поляризуемости
(ферромагнетики), или электрической поляризуемости (сегнетоэлектрики).
Основные законы электродинамики рассматриваются в форме уравнений Максвелла,
при этом пластина (оболочка) помещена в магнитное поле, создаваемое электрическим
током как в самой оболочке (собственное магнитное поле), так и источником, находящимся
43
вдали (внешнее магнитное поле). Оболочка характеризуется конечной электропроводностью
σ и не обладает свойствами самопроизвольной поляризации и намагниченности, при этом
поверхностные токи, а также сторонние заряды отсутствуют. Следует отметить, что границы
оболочки служат границами раздела двух сред с различными электромагнитными
свойствами и являются поверхностями сильного разрыва действующего электромагнитного
поля.
В случае решения задачи электродинамики деформируемого тела (оболочки) задача
становится связанной с задачей механики сплошной деформируемой среды.
Уравнения движения элемента деформируемого тела в инвариантной форме
записываются следующим образом:
 2u  
div  K   2 ,    *.
t

Здесь u = u(u1, u2, u3) – вектор перемещений; К – вектор массовой силы, отнесенной к
единице массы тела; ρK – объемная сила, отнесенная к единице объема тела; ρ – плотность

материала тела; σ* – транспонированный тензор тензора напряжений  .
При движении проводящего упругого тела в магнитном поле будут появляться
электрические токи, взаимодействующие с магнитным полем. В этом случае система
уравнений теории упругости совместно с системой уравнений электромагнитного поля для
движущейся среды образуют полную замкнутую систему дифференциальных уравнений
магнитоупругости проводящего упругого тела.
В качестве примера рассматривается задача устойчивости цилиндрической оболочки,
находящейся в постоянном внешнем магнитном поле, вектор напряженности которого
параллелен образующей оболочки.
Устойчивость оболочки описывается системой дифференциальных уравнений в
частных производных 8-го порядка относительно функций перемещений оболочки. Данная
задача сводится к задаче статической устойчивости цилиндрической оболочки, сжатой вдоль
образующей равномерно распределенной нагрузкой, приложенной к торцам оболочки с
интенсивностью:
Nx 
2
(  1)r 2 B 01
42 E
,
где μ – коэффициент магнитной проницаемости; В01 – нормальная компонента магнитной
индукции во внешней области.
К решению краевой задачи, описываемой системой дифференциальных уравнений в
частных производных и граничными условиями затем применяется аналитический подход [1,
2], при котором на первом этапе используется процедура метода интегральных соотношений
Дородницына [3]. В результате полученная система обыкновенных дифференциальных
уравнений затем решается модифицированным методом последовательных приближений [1,
2], при этом постоянные интегрирования, входящие в общее решение системы уравнений,
находятся из граничных условий на двух других краях оболочки.
Определение критического значения напряженности магнитного поля В01
осуществляется из решения системы алгебраических уравнений.
Литература
1. Пухлий В.А. Метод решения двумерных краевых задач для систем эллиптических
уравнений. – Журн.вычисл. матем. и матем. физики, том 18, №5, 1978, с.1275-1282.
2. Пухлий В.А. Об одном подходе к решению краевых задач математической физики.
– Дифференциальные уравнения, том 15, №11, 1979, с.2039-2043.
3. Дородницын А.А. Об одном методе решения уравнений ламинарного пограничного
слоя. – ЖПМТФ, 1960, №3, с.111-118.
44
ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПОСТАНОВКИ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ И АЛГОРИТМ ЕЕ
РЕШЕНИЯ ДЛЯ НАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИТОВ
Смирнова Е.И., Резаев Р.О.
(ОАО «Концерн «Моринсис-Агат»)
Formalization of an inverse problem and it’s solution algorithm for filled composite
materials. Smirnova E. I., Resaev R. O.
The approach to design the mechanical properties of composite material is developed based
on mesoscopic level.
Проблема теоретического определения технологических параметров создания
композитных материалов, а также их структуры является актуальной, поскольку
практическое применение этих материалов обеспечивает существенные экономические
преимущества и открывает новые возможности для конструкторских решений.
Теоретический же подход позволяет в значительной степени уменьшить количество
требуемых ресурсов для получения композитов. В этой связи активно развивается
направление разработки методов математического моделирования для проектирования
композитных материалов (например, [1]). Объективными трудностями являются
бесконечномерное пространство исходных параметров (например, варьирование
нанодобавок [2]), совокупность случайных факторов на этапе синтеза композитного
материала (например, влияние температурного поля), а также нелинейные зависимости
между свойствами компонентов композитов и его характеристиками.
В данной работе:
- на основе когезивного подхода [3,4] исследовано поведение наполненного
композита (рассмотрены два типа наполнителя, каждый из которых характеризуется
геометрическими и материальными характеристиками) под воздействием динамических
механических сжимающих нагрузок. Показано влияние характерных параметров
наполнителей на пиковые нагрузки и энергию разрушения, позволяющее направленно
регулировать механические свойства композита.
- в контексте формализма обратной задачи проведен анализ ряда факторов, влияющих
на конечные свойства наполненных композитов, и разработан алгоритм поиска
экстремальных значений целевой функции ( в основе лежит генетический алгоритм [5]).
Такая модель позволит определить характеристики зерен наполнителей композита, их
распределение по размерам, а также соотношение между крупным и мелким заполнителем,
удовлетворяющих заданным критериям. В результате систематического моделирования
установлена зависимость, которая подтверждает нелинейный характер между прочностными
свойствами композита и его структурой, однако ввиду рассмотрения задачи на
мезоскопическом уровне разработанная модель позволит вскрыть физический механизм
такой зависимости.
Литература
1 Петроченков Р. Г. Композиты на минеральных заполнителях.т.2. Проектирование
составов строительных композитов. 2005. М.: Издательство МГГУ.
2 Birgisson B., Mukhopadhyay A. K., Geary G., Khan M., Sobolev K.. Nanotechnology in
Concrete Materials. Transportation Research Circular E-C170. Part 2. 2012.
3 Snozzi L.,Caballero A., Molinary J.F. Influence of meso-structure in dynamic fracture
simulation of concrete under tensile loading//Cement and Concrete Research 41. 2011. P. 11301142.
45
4 Barenblatt G.I. The Mathematical Theory of Equilibrium Cracks in Brittle
Fracture//Current Contents. Engineering, Technology and Applied Sciences, October 17, 1983, 14,
Classic Section, pp. 19-20.
5 Kang Y.L., Lin X.H., Qin Q.H. Inverse/genetic method and its application in identification
of mechanical parameters of interface in composite // Composite Structures. 2004. Vol. 66. P. 449458.
ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ С ДЕГРАДАЦИЕЙ
Красников А.К., Щербаков Н.С.
(ОАО «Концерн «Моринсис-Агат», НТЦ «Альтаир» ОАО «ГСКБ Алмаз-Антей» )
Study the queuing system with degradation. Krasnikov A.K., Sherbakov N.S.
В работе предложена методика анализа эффективности функционирования
деградирующих систем массового обслуживания. Рассмотрена система критериев и
показателей качества таких систем. Приведены формульные зависимости и примеры
получаемых оценок.
Математические модели систем массового обслуживания широко используются в
различных предметных областях. При этом в процессе исследования СМО, как правило,
рассматривается стационарный (установившейся) режим системы, а её структура и
вероятностные характеристики эффективности функционирования считаются неизменными
в течение рассматриваемого промежутка времени. Для получения оценок вероятностных
характеристик эффективности функционирования СМО используется математический
аппарат теории марковских случайных процессов с дискретными состояниями и
непрерывным временем. Оценки вероятностных
характеристик эффективности
функционирования СМО получаются на основании результатов решения системы линейных
алгебраических уравнений для вероятностей возможных состояний системы для
стационарного режима её работы.
Как правило, в работах по СМО предполагается, что заявки пассивны по отношению к
процессу обслуживания. Вместе с тем представляют интерес исследования СМО, в которых
заявки активно реагируют на начавшийся процесс обслуживания. Такие заявки могут или
способствовать процессу обслуживания или препятствовать этому процессу. В последнем
случае такие заявки называют агрессивными. Они могут поразить обслуживающий аппарат,
полностью уничтожить его или частично разрушить. Тогда СМО продолжит работу, но с
деградацией, т.е. с некоторой потерей своих функциональных возможностей. Примером
таких деградирующих СМО может служить противоборство систем противовоздушной
обороны (ПВО), с атакующими средствами воздушного нападения.
В работе на конкретном примере рассматривается методика анализа многоканальной
деградирующей СМО. Предложена система критериев и показателей эффективности
функционирования системы. Приведены результаты исследований оценок искомых
показателей.
Постановка задачи. Некоторый объект охраняется системой ПВО, состоящей, для
примера, из трёх зенитных ракетных комплексов (ЗРК). На этот объект производится атака
средств воздушного нападения (СВН), которые состоят из крылатых ракет (КР). Каждая КР
обстреливается(если физически имеется такая возможность) одним из ЗРК одной зенитной
управляемой ракетой (ЗУР). Априори предполагаются известными (или заданными)
следующие исходные данные: максимальная и минимальная дальности поражения целей
ЗРК, скорость полета ЗУР, вероятность поражения цели одной ЗУР, поток СВН (целей) во
времени является случайным потоком событий с известным средним значением временного
интервала между двумя СВН, значение временного интервала налета СВН на охраняемый
46
объект. Если в процессе налета какое-либо СВН не было уничтожено (в процессе
прохождения этого СВН зоны действия системы ПВО все ЗРК уже были заняты
уничтожением других целей или направленная на него ЗУР его не уничтожила), то это СВН
производит нападение на один из работающих ЗРК и уничтожает его с некоторой известной
вероятностью. В этом случае система ПВО частично деградирует, а эффективность её
функционирования снижается. Требуется определить, как изменяются показатели качества
функционирования системы ПВО в течение временного интервала налета СВН.
Для решения поставленной задачи разработана математическая модель
рассматриваемой системы ПВО, которая использует методы теории СМО и теории игр.
Предложена методика, система критериев и показателей, формульные зависимости
для оценки качества функционирования деградирующих систем массового обслуживания.
Приведены результаты выполненных на основе данной методики исследований по оценки
эффективности функционирования конкретной деградирующей СМО.
Результаты работы могут представлять научный и практический интерес для
специалистов, занимающихся разработкой математических моделей систем специального
назначения в различных предметных областях с использованием методов исследования
операций.
БАЗА ЗНАНИЙ ОЦЕНОК ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ
МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
Красников А.К., Красникова В.А., Матис С.В.
(ОАО «Концерн «Моринсис-Агат», МГТУ МИРЭА)
Knowledge basefor estimatingeffective functioning ofqueuing systems. KrasnikovA.K.,
Krasnikova V.A., Matis S.V.
В работе приведены результаты выполненных математических исследования по
оценкам эффективности функционирования различных систем массового обслуживания
(СМО). Полученные результаты оформлены в виде базы знаний, которая представляет из
себя множество аналитических выражений, характеризующих закономерности изменения
показателей эффективности функционирования СМО в зависимости от различных сочетаний
исходных данных.
Метод решения задачи.Рассматриваются СМО с дискретным множеством состояний и
непрерывным временем. Реальные исследуемые потоки событий, переводящие СМО из
одного состояния в другое, являются стационарными случайными потоками с ограниченным
последействием, по которым известны оценки средних значений интервалов между заявками
и коэффициенты вариации (т.е. в общем случае такие потоки не являются стационарными
пуассоновскими потоками – простейшими потоками). При разработке математических
моделей анализируемых СМО реальные потоки событий аппроксимируются обобщенными
потоками Эрланга, которые имеют те же статистические оценки средних значений и
коэффициентов вариации, что и анализируемые реальные потоки.
Это позволяет при проведении исследований использовать известный метод
псевдосостояний и методику Колмогорова-Чепмена составления систем линейных
алгебраических уравнений для определения вероятностей нахождения СМО в каждом из
возможных псевдосостояний. Хотя такой подход и приводит к необходимости решения для
установившегося (стационарного) режима работы СМО систем линейных алгебраических
уравнений большого порядка, тем не менее, современные математические пакеты программ
при их корректном использовании позволяют во многих случаях успешно решить эту
вычислительную проблему.
В работе рассматриваются следующие типы одно и многоканальных СМО:
47
 с отказами;
 с ограниченной длиной очереди;
 с «нетерпеливыми»заявками;
 с взаимопомощью между каналами;
 с приоритетным обслуживанием;
 с недостоверным обслуживанием.
Для каждой СМО определяются оценки следующих показателей эффективности
функционирования:
q – относительная пропускная способность СМО;
Ротк – вероятность того, что вновь пришедшая заявка получит отказ в обслуживании;
Мк – математическое ожидание числа занятых каналов;
Wк – коэффициент занятости канала обслуживания;
Ml – математическое ожидание числа заявок , находящихся накопителе (очереди);
Мs – математическое ожидание числа заявок, находящихся в СМО.
Приведены примеры
результатов разработанной базы знаний в виде таблиц,
аналитических зависимостей и графиков.
Научная и практическая значимость работы.Разработанная база знаний может найти
применение при создании и использовании специализированных систем поддержки
принятия решений во многих предметных областях, когда необходимо оперативно получать
количественные оценки эффективности обработки информации в сложных информационноуправляющих системах.
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ДЛЯ РАСЧЕТА ПАСПОРТНЫХ ДАННЫХ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ ЛАЗЕРНОГО
ГИРОКОМПАСА ЛГК-4 С ЦЕЛЬЮ КАЛИБРОВКИ ПРИ СЕРИЙНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
Клейменов В.В.
(МИЭМ НИУ ВШЭ; ОАО «НИИ «ПОЛЮС» им М.Ф. Стельмаха»)
Software Development to calculate the passport data used to calibrate
accelerometers laser gyro LGC-4 in series production. Kleymenov V.V.
The developed program will automate the calculation of passport data of the accelerometers
laser gyrocompass leaders of Leningrad city Committee-4. At this point, the program calculates
such passport accelerometer data as zero offset “roll” and “pitch”.
Проблема расчета паспортных данных для калибровки приборов и их блоков при
серийном производстве встречается на любом высоко-технологическом процессе создания
конечного продукта, готового к эксплуатации из коробки. Для серийного производства остро
стоит вопрос занимаемого времени на выпуск единицы экземпляра прибора, а значит всей
партии в целом. Одним из способов сокращения времени требуемой на выпуск партии
является автоматизация процессов, которые этому могут быть подвергнуты. Для расчета
паспортных данных для калибровки приборов и их блоков при серийном производстве
требуется большое количество выходных данных с неоткалиброванных приборов и их
блоков, обработка большого количества данных осуществляется продолжительное время. Но
известны заранее
тип, формат данных
и метод их обработки, что позволяет
автоматизировать данный процесс. Автоматизация процесса расчета паспортных данных
акселерометров лазерного гирокомпаса ЛГК-4 для калибровки при серийном
производстве, позволила сократить время расчета одного прибора с 2 часов до 3 минут.
Разработка программного обеспечения позволила задействовать оператора на
производстве для выполнения автоматического компьютерного расчета паспортных данных
48
для калибровки лазерного гирокомпаса ЛГК-4 при серийном производстве. Максимальная
автоматизация данного процесса достигнута за счет уменьшения количества операций
производимых оператором для расчета паспортных данных.
Алгоритм компьютерного расчета паспортных данных акселерометров
лазерного гирокомпаса ЛГК-4 был написан на основе методики, используемой в ручном
расчете паспортных данных акселерометров лазерного гирокомпаса ЛГК-4. При адаптации
методики большое количество выходных данных акселерометров и режим работы
лазерного гирокомпаса ЛГК-4 отразился на нелинейности алгоритма.
Для разработки был выбран язык программирования C#. Выбор языка
программирования обоснован его «родством» для создания приложений в среде Microsoft
.NET, поскольку наиболее тесно и эффективно интегрирован с ней, объектноориентированностью, изначальной ориентацией на безопасность кода.
Разработанная программа позволила автоматизировать расчет паспортных данных
акселерометров лазерного гирокомпаса ЛГК-4. На данный момент программа рассчитывает
такие паспортные данные акселерометра, как смещение нуля “крен” и “тангаж”.
Программа создана с учетом дальнейшей масштабируемости. Это позволяет добавить расчет
паспортных данных остальных блоков лазерного гирокомпаса ЛГК-4, нуждающихся в
калибровке.
ТЕХНОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИ В СРЕДЕ
СОПРОВОЖДЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ
Барбул Р.Н., Гайдай Т.Я., Соколов Ю.А.
(ОАО «Корпорация ВНИИЭМ»)
Technology research of quality and reliability in the environment support space
projects. Barbul R.N., Gaidai T.Y., Sokolov Y.A.
The report analyzes the current requirements of industry normative and technical documents
to support environment of the national space program.
In implementing these requirements actual becomes operational solving problems quality
control and reliability for products of space technology at stages of lifecycle: justification and task
requirements, development and implementation of programs ensure reliability and quality
management programs, assessment and monitoring of quality and reliability.
To solve these problems we have proposed unified technology planning and support of the
risks, as well as the processing technology results of space activities, that continuously correcting
the information environment support space activities.
Анализ таких документов как международные соглашения по космической
деятельности, документы МАГАТЭ, Закон о космической деятельности, Положение РК2011, стандарты, технические регламенты, экологические нормы позволил обобщить
современные требования к среде сопровождения национальной космической программы.
Основные уровни сопровождения:

ФКП, ГЛОНАСС, Электронная Россия и др.

комплексы, изделия, системы;

испытания, полеты.
Задачи управления качеством и надежностью: обоснование и задание требований,
разработка и реализация программ обеспечения надежности и программ управления
качеством, проведения оценки и контроля
Отраслевой опыт:
 комплекты конструкторской, технологической и эксплуатационной документации
на сотню ракетно-космических комплексов, десятки ракет-носителей и разгонных блоков,
49
сотни космических аппаратов, межпланетных и орбитальных станций, тысячи ступеней,
отсеков, сооружений, систем, приборов и агрегатов, совместно с данными о результатах их
испытаний и эксплуатации. Отраслевая база данных о результатах пусков космических
комплексов за период с 4 октября 1957 года по 27 июня 2008 год содержала записи о 3045
пусках 74 модификаций ракет-носителей, 43 модификаций разгонных блоков, 246 типах
полезных нагрузок с общим временем функционирования в полете, превышающим 20000
лет;
 отраслевой фонд нормативных документов, по которым создавалась ракетнокосмическая техника и которые разрабатывались и совершенствовались вместе с техникой.
Фонд содержит более четырех тысяч нормалей, стандартов, технических условий,
положений. Кроме того используются 640 документов смежных отраслей и порядка 60 томов
Общих технических требований на космические средства и ракетные комплексы;
 выросшая в недрах головных отраслевых институтов, институтов Заказчика и
Академии наук, а также головных конструкторских бюро научная школа управления риском:
научные кадры и научные результаты.
Значимость этого опыта подтверждается результатами сравнения рисков активной
космической деятельности до и после внедрения отраслевой системы обеспечения
надежности.
Обоснованная и принятая в свое время [1] в качестве научной основы отраслевой
системы методология обоснования решений в условиях неопределенности, базирующаяся на
информационных технологиях, позволила получить единую отраслевую базу данных для
оценки основных рисков: конструкторских ошибок, производственных дефектов, случайных
отказов деталей и элементов.
Общая схема и принципы обоснования решений [2] позволили решить задачу
создания единых информационных технологий сопровождения рисков, организующей
основой которых являются анализ видов, последствий и критичности отказов, разработка и
реализация программ обеспечения надежности, экспериментальной отработки, управления
качеством разработок, изготовления и эксплуатации.
В основу инновационных информационных технологий обработки результатов
космической
деятельности
положены
модели
снижения
конструкторского
и
производственного риска в процессе успешных испытаний [3]., а также алгоритмы
несмещенного оценивания частично регистрируемых выборок [4,5].
Литература
1. Плетнев И.Л., Рембеза А. И., Соколов Ю. А. и др. Эффективность и надежность
сложных систем. М.: Машиностроение; 1977, 216 с.
2. Надежность и эффективность в технике. Справочник. / Под ред. В. С. Авдуевского и
др. М.: Машиностроение, 1986, - Т.1, 224 с.
3. Модели снижения риска в процессе испытаний летательных аппаратов
многоразового применения. Голованев И.Н., Куреев В.Д., Клименко Ю.Л., Соколов Ю.А.
Доклад на Седьмом Международном Аэрокосмическом Конгрессе. Москва, 2012 г.
4. Управление риском космических программ и проектов. В кн.: Новые наукоемкие
технологии в технике. Под общ. ред. В. В. Алавердова. М.: Машиностроение, 1995, №6, 270с.
5. В. Ф. Грибанов, А. И. Рембеза, И. А. Голиков, Ю.А. Соколов и др. Методы
отработки научных и народно-хозяйственных ракетно-космических комплексов. Под общ.
ред. В. Ф. Грибанова.-М.: Машиностроение, 1995, 352 с.
50
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ
ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМНЫХ ПОДХОДОВ, ОРИЕНТИРОВАННЫХ НА МОДЕЛИ
Сашников Т.К., Юранов Ю.Г.
(Пензенский филиал ФГУП «НТЦ «Атлас»)
Engineering of technical systems on the basis of application of the system approaches
oriented to models. Sashnikov T.K., Yuranov Y.G.
The article describes innovative technologies of designing of technical systems on the basis of
representation of created system in the form of the complex model containing the exhaustive
information on a product, and being a material on which basis all working out is spent, thus
demanded documentation on a product is formed in the automated way of the data containing in
model.
Проблемами проектирования являются: сокращение продолжительности цикла
разработки, поддержание и повышение качества продукта проектирования, максимальное
удовлетворение требований потребителей,
соблюдение стандартов и специальных
требований, эффективное управление изменениями.
Процессы проектирования должны быть скоординированы и увязаны с процессами,
выполняемыми на всех этапах жизненного цикла изделия: эксплуатации, обслуживания и
модернизации. Успешность проектирования зависит от строгости иерархии и
«трассируемости» элементов системы, эффективного взаимодействия исполнителей,
интеграции информации по проекту и её доступности для всех его участников.
Суть рассматриваемого инновационного подхода заключается в представлении
информации о системе в виде абстрактной модели, которая отображается в форме набора
диаграмм, а также применения методов автоматизации создания моделей и их анимации. Это
предоставляет дополнительные возможности по управлению требованиями,
анализу
альтернативных решений, оценке результирующих характеристик на ранних этапах
проектирования, оптимальному управлению изменениями, достижению общего понимания
исполнителей проекта в процессе совместной работы,
снижению затрат на
документирование, формированию в ходе работ и сохранению научно-технических заделов.
Цикл проектирования является рекурсивным и включает фазы контекста,
использования, реализации и исполнения, позволяющие на основе нисходящей концепции
проектирования шаг за шагом детализировать представления исполнителей проекта о
системе, проводить анализ технических решений и, имитируя поведение создаваемой
системы на этапе анимации модели, оценивать эффективность и правильность реализации
требований.
Практическая значимость представленного подхода к организации проектирования
технических систем выражается в повышении эффективности проектных работ в сравнении
с традиционными технологиями и обеспечении сокращения материальных затрат и сроков
готовности проектов, улучшении качества создаваемых изделий и достижении большей
степени удовлетворённости потребителей, сохранении инвестиций при создании
продуктовых линеек и модернизации изделий.
51
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДЛЯ
ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ
ОПЕРАТОРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Шухова У.В.
(ОАО «Концерн «Моринсис-Агат»)
Intellectual system of complex data processing for increase of efficiency of information
support of the operator of management system of the special purpose (Shuxova U.V.)
Система управления (СУ) специального назначения содержит банк доскументов,
которые могут помочь оператору в решении повседневных задач и во взаимодействии с
системой в целом (разнообразные справочники, нормативы, руководства оператора и т.д.).
В связи с этим представляется актуальной задача автоматического формирования
набора документов, которые могут быть полезны оператору в текущий момент его
деятельности.
Учитывая
специфику
применения,
повышение
эффективности
информационной поддержки оператора влечет за собой возрастание оперативности и
обоснованности принимаемых решений.
Для создания подобного механизма необходимо решить несколько задач, среди
которых в первую очередь необходимо выделить повышение автономности и оперативности
системы поиска информации.
Для решения этой задачи логичным представляется использование возможности
полнотекстового поиска. После проведенного анализа различных программных продуктов,
распространяемых по лицензии open source (Sphinx, Apache Lucene, Xapian), и системы
полнотекстового поиска системы управления базами данных (СУБД) Линтер, уже
используемой в СУ специального назначения, выбор был остановлен на СУБД Линтер.
СУБД Линтер имеет ряд свойств, позволяющих ей выступать в качестве инструмента
для поиска: возможность работы с документами различной структуры и формата,
использование при разработке приложений привычных для программистов средств, таких
как язык запросов SQL (от англ. structured query language – структурированный язык
запросов), и унифицированный подход к обработке текстовой информации независимо от её
структуры и формы представления. Также следует отметить, что выбранное средство
полностью синхронизирует индекс и данные, что обеспечивает возможность поиска только
что измененных данных.
При работе с одним документом нескольких пользователей системы необходимо
учитывать проблему организации доступа к актуальной версии документа. И она была бы
практически неразрешимой, в случае, если индекс являлся бы внешним по отношению к
данным и к механизмам доступа к ним.
Применение единого механизма для загрузки, управления доступом, модификации и
поиска документов с применением языка SQL обеспечивает системный подход к
управлению данными (что представляется сложной задачей при использовании какого-либо
стороннего программного продукта).
Перечисленные выше характеристики, а также возможности СУБД по обеспечению
целостности данных и восстановления после сбоев, явились причиной для использования
именно этого средства в качестве основы разработки.
Таким образом, можно сказать, что использование СУБД Линтер в качестве продукта,
обеспечивающего надежное хранение, разграничение доступа и полнотекстовый поиск по
документам, хранящимся в СУ специального назначения, обеспечивает комплексную
обработку информации, что в свою очередь может позволить реализовать интеллектуальную
систему поддержки оператора системы.
52
НОВЫЙ ЭКОНОМИЧНЫЙ МЕТОД ПРОВЕРКИ ПРАВИЛЬНОСТИ РАБОТЫ
УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
Хетагуров Я.А.
(ОАО «Концерн «Моринсис-Агат»)
New economical method to verify proper operation of control systems. Hetagurov Y.A.
При создании управляющих систем с вычислительными устройствами (ВУ) кроме
обеспечения необходимого быстродействия и надежности работы аппаратуры ВУ для
решения задачи должны обеспечиваться проверки правильности выдаваемой информации и
выполнение требований по безопасности, защищенности и экономичности.
Построение управляющих систем ВУ осуществляется на микропроцессорах,
контроллерах и запоминающих устройствах двоичной системы кодирования, выпускаемых
полупроводниковой промышленностью различных стран. Выполнение проверки
правильности
выдаваемой
информации
и
правильности
работы
аппаратуры
(микропроцессоров, контроллеров, ЗУ) производится двумя видами специальных
проверяющих программ использующих набор операций каждого микропроцессора,
контроллера и ЗУ. Это тест – программы и программы проверки правильности получаемых
результатов (выполнение алгоритма), которые основываются на сравнении контрольной
(правильной) величины слова с величиной слова вычисленного по программе.
Использование в системе проверяющих программ увеличивает количество команд
(слов) для выполнения решения задачи в среднем в 2-3 раза, что требует соответствующего
увеличения аппаратуры и объема ЗУ, повышения их надежности работы, быстродействия и
увеличение затрат на их создание и эксплуатацию.
Приведенные затраты характерны для системы двоичного кодирования иностранных
и отечественных микропроцессоров, контроллеров и ЗУ широкого назначения.
Для исключения затрат, связанных с применением проверяющих программ и
снижением надежности, предлагается новый метод проверки правильности выполнения
программы, основанный на использовании информации для оценки правильности разряда
слова, основанный на кодировании разряда слова несколькими состояниями – R.
В результате проведенных исследований рациональное число состояний в разряде R
определилось числом – 4. В связи с этим назовем метод кодирования «1 из 4».
Метод кодирования «1 из 4» использует один разряд, включающий 4 ячейки памяти.
Двоичный метод использует два разряда, каждый разряд состоит из одной ячейки памяти.
Таблица кодирования разрядов одинаковых величин двоичным методом («1 из 4»).
Кодирование
двоичное
два разр.
00
01
10
11
1 из 4
один разр.
0001
0010
0100
1000
Правильной работе аппаратуры и программы системы, построенной на кодировании
разряда «1 из 4», соответствует наличие одной единицы в каждом разряде слова. Это
обеспечивает проверку разряда слова с любым количеством разрядов. В результате
реализуется универсальный метод проверки.
В системе, построенной на применении кода разряда «1 из 4»:
53
- исключается программа проверки правильности аппаратуры системы и программа
проверки правильности решения задачи, учитывая, что каждое действие с информацией при
кодировании «1 из 4» проверяется наличием только одной единицы в каждом разряде числа.
- сокращается потребление электроэнергии при выполнении программы систем в
среднем по сравнению с двоичным кодированием при одинаковой точности и правильности
вычислений в 4-5 раз, так как при двоичном кодировании для проверки правильности
величин необходимо использование мажоритарного метода проверки.
- уменьшается время выполнения операций по отношению к двоичному кодированию:
сложение в 2 раза и умножение в 4 раза в результате сокращения количества разрядов и
оригинальных схем.
- повышается надежность работы в коде «1 из 4» в следствии проверки выбранного
числа заданному адресу, что отсутствует в ЗУ микропроцессоров двоичного кодирования.
- контроль каждого разряда числа обеспечивает защиту от вирусов.
Пример представления одинаковой величины (слова) в мажоритарном двоичном коде
(30 разрядов, 30 ячеек памяти) и в коде разряда 1 из 4 (5 разрядов, 20 ячеек памяти).
10
10
10
01
00
11
11
11
10
00
01
01
01
00
10
00
00
00
00
01
10
10
10
01
00
Комплексная оценка приведенных факторов уменьшает суммарные затраты на
создание и эксплуатацию аппаратуры и программ систем в среднем при кодировании «1 из
4» в 3-4 раза, затрат на эксплуатацию в 6-8 раз.
Построение системы основывается на применении базовых кристаллов ОАО
«Ангстрем» и запоминающих устройств НИИИС «Росатом».
Исключается использование иностранных комплектующих изделий и программ.
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ЭКСПЕРИМЕНТА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ НА ОСНОВЕ
МОНОСУЛЬФИДА САМАРИЯ
Мишин Ю.Н., Новичков В.М.
(ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина»; МАИ)
Assessment of efficiency and technological experiment in the design of strain gages on
the basis of samarium monosulfide. Mishin Yu.N., Novichkov V.M.
The developed mathematical model of technological process of production of strain gauges
on the basis of monosulfide samaria allows to optimize the quality parameters and metrological
characteristics of strain gauges. The application of this method allows to produce such tools field
strain gauges with optimum playing characteristics.
Актуальность направления исследований в создании полупроводниковых средств
тензометрии на основе моносульфида самария обусловлена наряду с техническими
преимуществами: высокой тензочувствительностью, линейностью тензохарактеристики,
относительно низким температурным коэффициентом сопротивления, уменьшенными
габаритами и массой, высокой тензочувствительностью, повышенным уровнем системной
интеграции, и кроме того они обладают экономическими преимуществами по сравнению с
обычными электрическими датчиками. В последнее десятилетие на уровень разработки
новых приборов полупроводниковой тензометрии существенное влияние оказали методы
54
микроэлектронной технологии, в частности фотолитография и термическое вакуумное
испарение.
Проблема моделирования при изготовления экспериментальных тензорезисторов на
основе моносульфида самария заключается в определении вида математической модели
зависимости технологического процесса на базе интерполяционного эксперимента, т.к. он
позволяет установить связь между действующими факторами с заданной целью.
Разрабатываемая математическая модель технологического процесса позволяет
оптимизировать показатели качества и метрологические характеристики тензорезисторов.
Математическая модель процесса может быть представлена уравнением регрессии. В связи с
этим, что из априорных сведений о процессе изготовления тензорезисторов можно сделать
вывод о неравномерном влиянии различных факторов на процесс (не все факторы
существенны), для определения коэффициентов регрессии было решено воспользоваться
одним из методов планирования эксперимента — методом случайного баланса, который при
этих условиях позволяет при ограниченном числе опытов оценить степень влияния
различных факторов, отбросить мало влияющие факторы и получить приближенную
математическую модель процесса. Изготовление тензорезисторов на основе моносульфида
самария осуществляется в лабораторных условиях на установке вакуумного напыления
УВН-74П-2М, предназначенной для изготовления элементов схем за один вакуумный цикл
методом раздельного нанесения слоев: проводящего слоя (Al, Cr, Au), диэлектрического слоя
(SiO, Al2O3) и тензочувствительного поликристаллического слоя (SmS).
Практическая значимость заключается в том, что результаты моделирования на
основе метода планирования эксперимента позволяют обоснованно и целенаправленно в
минимальные сроки осуществлять синтез конструкций тензорезисторов с соблюдением
требований ГОСТа по общим техническим условиям. Применение данного метода позволяет
изготавливать
подобные
средства
натурной
тензометрии
с
оптимальными
воспроизводимыми техническими характеристиками.
ПУТИ ПОСТРОЕНИЯ НЕОДНОРОДНОЙ МНОГОПРОЦЕССОРНОЙ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С УЧЕТОМ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ
КОРАБЛЯ
Ксенафонтов А.А., Лавров К.Ю.
(ОАО «Концерн «Моринсис-Агат»)
The way of construction heterogeneous multiprocessor computer system satisfying the
specific requirements of the ship. Ksenofontov A.A., Lavrov K.Y.
Несмотря на высокую производительность современных корабельных ЭВМ,
существуют задачи в системе управления корабля, решение которых занимает неприемлемо
большое время из-за возросшего объема информации.
Время на решение этих задач можно существенно сократить, если использовать для
обработки информации специальные многопроцессорные комплексы с параллельной
обработкой данных или суперкомпьютер. Чтобы в полной мере использовать преимущества,
представляемые такой ЭВМ, необходимо переработать алгоритмы решения задач с
возможностью параллельной обработки информации в такой системе, чтобы суммарное
время решения задачи стремилось к минимуму.
Проблема энергопотребления является одной из самых главных задач разработки и
эксплуатации суперкомпьютеров. Поскольку от роста его производительности, с одной
стороны, напрямую зависит объем выделяемой теплоты со всеми вытекающими из этого
обстоятельства техническими проблемами.
55
С другой стороны, электроэнергия на корабле не безгранична и беспрерывная
круглосуточная работа вычислительных комплексов оборачивается ограничениями при
выборе структуры суперкомпьютера и сказывается на его стоимости.
Поэтому у разработчиков суперкомпьютеров и вычислительных систем в целом для
кораблей существует весьма оригинальная, с точки зрения компьютерного разработчика,
система классификации, основанная не на терафлопсах и гигабайтах, а на ваттах.
Закон Мура не стареет, поэтому перед производителями микропроцессоров
постоянно стоит задача повышения производительности – в два раза каждые полтора года. В
последнее время это осуществлялось либо повышением тактовой частоты, либо
наращиванием количества ядер. Конечно, лучше оба варианта сразу, но здесь не все так
просто – нужно не только уложиться в заданный тепловой пакет, но физически умудриться
разместить все ядра на чипе.
К примеру, Intel делает несколько модификаций для своих новых процессоров Xeon
– в одной будет около 4 гигагерц при двух ядрах, а в другой – 6 ядер, но всего 2 гГц. А далее
пользователи пусть сами выбирают оптимальный для них вариант. Однако в последнее
время стал применяться альтернативный подход к повышению производительности –
наращивание количества ядер в ущерб тактовой частоте.
В результате стали появляться так называемые «many core» процессоры, в которых
много достаточно медленных ядер. Подобные решения востребованы, т.к. они обладают
более высокой энергоэффективностью, и при оснащении ими суперкомпьютеров можно
банально сэкономить на электроэнергии.
Компания
Tilera
разрабатывает
MIPS-процессоры
для
различных
узкоспециализированных областей типа шифрования, обработки видео и использования в
медицинских приборах, а также процессор для энергоэффективных серверов и облачных
вычислений.
Семейство Tile-Gx, к которому относится 100-ядерный процессор, базируется на
архитектуре, в которой все ядра располагаются в двумерной матрице. Между собой они
соединены специальной сетью с пропускной способностью 200 Тб/с, а четыре контроллера
DDR3 обеспечивают скорость в 500 Гб/с при обращениях в оперативную память. Каждое
ядро обладает кэшем L1 размера 64 Кб, а старшие модели также оснащены кэшем L2 из
расчета 256 Кб на ядро. Из операционных систем поддерживается только Linux, зато для
программиста любой представитель Tile-Gx виден как обычный многоядерный процессор.
Поэтому можно спокойно использовать pThreads, OpenMP и любые другие привычные
инструменты, а при желании – задействовать дополнительные библиотеки от Tilera,
оптимизирующие пересылку данных по внутренней сети.
Стоит также отметить, что эффективная частота работы ядер варьируется от 1 до 1.5
гГц, позволяя обеспечить пиковую производительность 750 Gops при энергопотреблении в
55 Ватт.
Еще одной распространенной архитектурой является ARM, разрабатываемая
одноименной компанией ARM Holdings.
В процессорах ARM присутствует многоядерность, эффективная частота достигает
уже 2 гГц, а также стали появляться модели со встроенными видео ускорителями.
ARM Holdings решила перейти от мобильного сегмента сразу к серверному.
Понимая, что конкурировать со «взрослыми» Intel Xeon и AMD Opteron вряд ли удастся,
компания ARM сделала ставку как раз на большое количество энергоэффективных ядер –
здесь альтернатив для ее процессоров пока нет. В результате была анонсирована модель
Cortex-A15.
В процессорах данной серии будет до 8 ядер, работающих на частоте до 2.5 гГц и
оснащенных 4 Мб кэшем L2. Из чисто «серверных» особенностей называется возможность
работы с памятью объемом до 1 терабайта, поддержка ECC и 64-битного процессора.
Значения пиковой производительности оценивают примерно в 10-20 гигафлопс, т.е. все
56
стандартно. Отличие заключается в энергопотреблении – современные модели расходуют не
более 2 Вт.
Intel не спешит к выпуску серверных версий процессоров серии Atom. На этом фоне
активность стали проявлять сторонние компании, своими силами разрабатывающие
материнские платы, «напичканные» этими самыми Atom'ами. Первый подобный
эксперимент осуществила SGI, выпустив специальное шасси, содержащее 19 плат с
двуядерными Atom D330 и встроенным Ethernet-коммуникатором. Получилось вполне
компактное решение, чуть-чуть потолще обычного персонального компьютера. Зато внутри
– полноценный кластер на 19 узлов.
Намного дальше пошла компания SeaMicro. Она разработала специальную
материнскую плату, вмещающую в себя 512 таких же процессоров Intel Atom D330 и один
терабайт памяти. Суммарно получилось порядка 2 терафлопс при энергопотреблении в
2 киловатта. Для внутренних коммуникаций используется специальная сеть с пропускной
способностью 1,28 Тб/c, а для внешних – обычный 10 Gidabit Ethernet.
Применение «many core» процессоров в системе управления корабля позволит
снизить энергопотребление и тепловыделение, что упростит задачу разработчикам
суперкомпьютеров, позволит решать сложные задачи более эффективно. Также применение
данного метода повысит надежность и живучесть всей системы, что благотворно отразится
на всех характеристиках корабля.
СИСТЕМА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ РЕЖИМА
КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ ИНФОРМАЦИИ В СЕТЯХ ВОЕННОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Князев В.В.
(ОАО «Концерн «Моринсис-Агат»)
The system of the intellectual support of information confidence mode at the militaryindustrial institution networks. Knysev V.V.
Due to constant developing of information processing and transmission technologies, the
problem of improving information safety systems, and, particularly, providing confidential
military-industrial institution networks and telecommunication services with confidence is highly
important. Using programmed automation tools promotes raising the volumes of the information
stored, which also increases the risk of leaking the information through the global networks. With
growing scales of the organization’s network, the current system of detecting and preventing
information leaks becomes less efficient. One of the possible ways of developing is to create the
systems of the intellectual support of confidence violations analysis.
Проблемы обеспечения конфиденциальности. Применение средств автоматизации
обработки информации является необходимым требованием ведения эффективной
деятельности современного общества. Методы и средства, представляющие свободу выбора
применяемых технологий обработки и передачи информации, требуют постоянного
совершенствования, чтобы обеспечить требуемый уровень защиты.
Глобализация высокоскоростного обмена информацией, в значительной степени
благодаря распространению сети Интернет, обеспечило ее высочайшую мобильность,
позволив передавать большие объемы данных, практически не ограничиваясь в
географическом положении. Тенденция красширению возможностейи сферприменения
системобработки информации, представленных множеством средств автоматизированного
проектирования и документооборота, способствует накоплению больших объемов хранимой
информации в сети предприятий.
Как
следствие,
значительная
часть
деятельности
предприятий
57
представленаинформацией,
обладающей
высокой
степенью
мобильности,
что
способствуетреализации противоправных действий – ее утечке.
Особенно остро вопрос обеспечения информационной безопасности (ИБ) стоит на
военно-промышленных предприятиях, работа которых требует развитой сетевой
инфраструктуры, поддержки самых современных средств автоматизированного
проектирования и документооборота, а также обеспечениязащиты конфиденциальных
данных иданных, составляющих государственную тайну. Проблема осложняется
использованием злоумышленниками методов социального инжиниринга, отличающихся
ориентированностью противоправных действий не на получение непосредственного доступа
к информации, используя бреши в системе ИБ, а на принуждение оператора, имеющего к ней
доступ, к совершению атаки «изнутри», т.е. к осуществлению т.н. инсайдерской атаки.
Противодействие утечкам информации.Методы защиты информации, в постановке
задачи противодействия воздействиям злоумышленников извне информационнотелекоммуникационной сети предприятия, представлены множеством решений, доказавших
временем свою эффективность. Системы аутентификации, межсетевые экраны и средства
шифрования надежно защищают данные от подавляющего большинства подобных угроз, при
этом отличаются практически полной автоматизацией. С другой стороны, выбор средств
обеспечения ИБ при инсайдерских атаках ограничен лишь системами предотвращения утечек
(англ. DataLossPrevention, DLP).
Основу работыDLP систем составляет перехват информации с применением т.н.
снифферов (от англ. sniff - нюхать) и ее накопление в базе данных.В дальнейшем
информация подвергается анализу и классифицируется по установленным критериям исходя
из направления векторов угроз с учетом специфики деятельности предприятия, а также
действующей политики ИБ и степени опасности утечки.
Проблемы применения DLP систем. При всех своих возможностях системы DLP
обладают значительным недостатком, заключающимся в том, что значительная степень
автоматизации затрагивает лишь функции сбора и классификации информации по векторам
угроз. При этом основная работа по выявлению фактов нарушений режима
конфиденциальности– инцидентов и оценке их опасности выполняется сотрудниками
службы ИБ предприятия в ходе детального анализа произошедшего.
На трудоемкость осуществления поиска и анализа информации в ходе расследования
влияет объем информации. Опыт применения систем DLP в условиях предприятия военнопромышленного профиля с численностью сотрудников, имеющих доступ к информации
информационно-телекоммуникационной сети, порядка 1 тыс. человек показал, что объем
данных может достигать 1 ТБ/мес. Анализ такого объема информации представляет
значительную сложность и трудоемкость. При этом эффективность применения систем сего
увеличением значительно падает, делая практически невозможным детальный анализ
обстановки уровня угрозы по каждому служащему в реальном времени, а следовательно и
оперативного принятия мер сотрудниками службы ИБ.
По этой причине, применение систем DLP связано с поиском компромиссного
решения в части выбора критериев классификации, обеспечивающих максимальный
контроль с учетом производительности труда сотрудников службы ИБ.
Система интеллектуальной поддержки (СИП) анализа нарушений режима
конфиденциальности. Решить описанные проблемы возможно путем разработки СИП для
анализа нарушений режима конфиденциальности. Подобные системы находят применение в
областях, где требуется высокая степень автоматизации обработки больших объемов
сложно-структурированной информации, и позволяют упростить процедуру принятия
решений оператором, применяя для этого базы знаний предметной области.
В условиях существенной неопределенности действий персонала предприятия и,
следовательно, динамики представляемой ими потенциальной опасности утечки
конфиденциальных данных, анализ должен быть основан на вероятностной основе. Это
58
означает необходимость определения исходящей от персонала опасности утечки данных как
риска, причем для каждого пользователя сети в отдельности с учетом индивидуальных
психологических и социальных особенностей. Исходя из этого, задача определения рисков
сводится к определению факторов, по которым ведется мониторинг, и закономерности их
влияния на риск, т.е. к созданию модели риска утечки информации.
Исходная цель создания СИП, определяет преимущественным фактором в модели
риска уровень конфиденциальности текстовой информации. Передаваемые данные, в общем
случае, не содержат сведений о конфиденциальности. По этому, необходимо обеспечить
функции классификации всей передаваемой в сети текстовой информации, с целью
определения уровня ущерба при инсайдерской атаке.
В отличие от DLP, СИП анализа нарушений предполагает значительно больший
уровень автоматизации, по этому, к ней должны предъявляться более жесткие требования к
надежности классификации информации. Это объясняется тем, что данные результатов
классификации являются исходными для последующего сложного анализа. При этом
должный уровень надежности классификации должен быть обеспечен с учетом накопления
ошибки в системе, приводящей к искажению предоставляемой системой информации и
неверным результатам анализа.
По этой причине, система классификации должна быть реализована на основе
множества признаков. Также целесообразно обеспечить учет дополнительных факторов, в
число которых могут входить различные параметры потоков информации, распорядок
работы, социальные и психологические аспекты деятельности сотрудников предприятия.
При разработке системы, необходимо также учесть возможность ее
совершенствования ввиду постоянного внедрения новых технологий и усложнения сетевой
инфраструктуры предприятия, что накладывает дополнительные требования к ее
универсальности и расширяемости. Использование в этих условиях заранее рассчитанной
модели риска и фиксированного содержимого базы знаний не может являться оптимальным
решением т.к. при этом не будут учтены индивидуальные особенности сотрудников
предприятия.
В этом аспекте выгодно отличаются алгоритмы принятия решений, основанные на
использовании искусственных нейронных сетей, представляющих основу реализации
искусственного интеллекта. Модель риска нарушения конфиденциальности, построенная на
основе искусственной нейронной сети, может в ходе эксплуатации системы обучаться по
заранее определенному набору реализаций факторов риска, скорректированном с учетом этих
особенностей, без необходимости ее остановки.
Перспективы
применения
СИП
анализа
нарушений
режима
конфиденциальности. Создание СИП как системы реального времени позволит проводить
анализ статистических параметров динамики риска, позволив прогнозировать риск, повышая
оперативность действий службы ИБ предприятия и обеспечить превентивные меры,
предотвращая инсайдерскую атаку фактически до ее осуществления.
Применение
прогнозирования
кардинально
отличается
от
принципов
функционирования систем DLP. В последних, меры по обеспечению ИБ принимаются
исходя из состоявшегося факта атаки, или, в случае использования функций помещения в
«карантин», требуют принудительного разрешения передачи данных оператором системы. В
этом смысле, функция прогнозирования СИП позволит также уменьшить нагрузку на
сотрудников службы ИБ.
Возможности СИП анализа нарушений конфиденциальности, основанной на модели
риска, включают в себя:
- выявление сотрудников предприятия, представляющих наибольшую опасность
нарушения режима конфиденциальности;
- определение аномально высокого уровня риска, в соответствии с моделью поведения
конкретного сотрудника предприятия;
59
- предоставление других данных, позволяющих проводить оптимизацию сетевой
инфраструктуры предприятия в целом и ее системы ИБ в частности.
Заключение. Проблема недостаточной автоматизации анализа нарушений, имеющая
место в практике применения систем обеспечения ИБ сети предприятия военнопромышленного профиля, определяет необходимость разработки новых средств защиты.
Применение СИП анализа нарушений режима конфиденциальности позволит решить не
только проблему недостаточной эффективностиDLP систем, но и выявлять нарушения еще
на этапе подготовки к совершению, повысив оперативность принятия мер обеспечения ИБ
предприятия.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЗАРУБЕЖНЫХ И ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПРИНЦИПОВ
РАЗРАБОТКИ ПРОДУКЦИИ
Пилкин А.Е., Киселевич В.П.
(ОАО «Концерн «Моринсис-Агат»)
Comparative analysis of foreign and domestics principles of developing production.
PilkinA.E., KiselevichV.P.
За рубежом уделяется гораздо больше внимания начальным этапам разработки, чем
это принято делать у нас. Здесь проявляется максимум творчества и «интеллектуальнотехнического остроумия». Это не дешево, но это во много раз выгоднее, чем иметь потом
убытки в производстве и терять потребителя из-за дефектов и неудобств эксплуатации
продукции.
Зарубежные принципы разработки продукции, основанные на предупреждении
возможности возникновения ошибок при проектировании, в удобном виде отражены,
например, в руководстве APQP «Перспективное планирование качества продукции и план
управления». Это руководство является одним из приложений к стандарту QS-9000,
разработанному в 1995 г. автомобильными фирмами Форд, Крайслер и Дженерал Моторс.
Заметим, что стандарт QS-9000 – это система документов, в состав которой входят два
основных стандарта:
‒ QS-9000 «Требования к системе качества»;
‒ QSA «Оценка систем качества»,
а также комплекс прилагаемых к ним руководств:
‒ APQP«Перспективное планирование качества продукции и план управления;
‒ FMEA«Анализ причин и последствий потенциальных отказов»;
‒ SPC «Статистическое управление процессами»;
‒ PPAP«Процесс согласования производства части»;
‒ MSA «Анализ измерительных систем».
Метод APQPпозволяет планировать качество серийной продукции в процессе её
разработки и постановки на производство.
Национальный стандарт ГОСТ Р 51814.6-2005 «СМК в автомобилестроении.
Менеджмент качества при планировании, разработке и подготовке производства
автомобильных компонентов» идентичен по требованиям руководству APQP, но написан
более привычным для наших специалистов языком.
Рассмотрим вкратце основные новые элементы и методы, которые регламентируются
в этих документах.
Понятие ключевых характеристик (показателей) является новым для наших
специалистов. В отечественной нормативной документации (ЕСКД, ЕСТД, и др.) нет
требований по их установлению и формализации. Получается, например, что если на
чертеже детали имеется ряд показателей (размеры, требования к твердости, шероховатости и
60
др.), то все они имеют одинаковую важность, значимость. А вот отклонение одного из
показателей может привести к авариям с травмами для людей или ухудшить
функционирование сложного уровня, отклонение остальных имеют менее серьезные
последствия.
Метод
FMEAпозволяет
идентифицировать
ключевые
характеристики
комплектующего изделия и процессов его производства.
В ИСО/ТУ 16949:2002 требуется, чтобы такое понимание различной важности и
значимости показателей было формализовано, зафиксировано в технической документации.
Алгоритм выделения ключевых показателей включает следующие действия:
‒ потребитель определяет, какие характеристики изделия являются важнейшими –
это ключевые показатели готового изделия;
‒ FMEA-команда определяет ключевые показатели компонентов, в наибольшей
степени влияющие на ключевые показатели готового изделия, и устанавливает те
технологические процессы (операции), которые оказывают наибольшее влияние на
формирование ключевых показателей продукции.
Все выделенные ключевые характеристики должны подлежать особому вниманию и
отслеживанию в производстве. Они должны быть помечены особыми значками в чертежах,
рабочих инструкциях и т.д.
Как правило, устанавливают не менее двух групп ключевых показателей: критические
(отвечают за безопасность, экологию и другие государственные нормы) и значительные (их
нарушение может привести к ухудшению или полному отказу какой-то функции изделия, но
без критических последствий).
Особое внимание к выделенным ключевым показателям выражается, в частности, в
том, что для них обязательно предусматривается статистический анализ стабильности и
воспроизводимости по методологии SPCи анализ соответствующих измерительных систем
по методам MSA.
Важно, что установление ключевых показателей происходит на достаточно ранних
этапах APQP-процесса.
Согласно ГОСТ Р 51814.6-2005 план управления (качеством) – краткое
формализованное описание технологии формирования показателя качества продукции, его
контроля и управления процессом производства. Методология разработки и краткое
содержание планов управления приведены в приложениях к ГОСТ Р 51814.1-2004 и ГОСТ Р
51814.6-2005.
План управления также является новым понятием и документом в отечественной
технической культуре. Он тесно связан с ключевыми характеристиками (конструкции и
технологии) и в концентрированном виде отражает предусмотренный процесс слежения в
производстве за ключевыми характеристиками, а также предусмотренные действия при
отклонении от «правильного хода вещей».
В общем случае план управления включает:
‒ наименование узла (детали);
‒ производственный участок;
‒ номер (обозначение) детали, процесса;
‒ название техпроцесса;
‒ станок (оборудование);
‒ подконтрольные характеристики (продукции, процесса);
‒ знак ключевой характеристики (CC, SC);
‒ требование, допуск на характеристику;
‒ метод слежения (способ измерения, объем и частота взятия выборки);
‒ метод контроля, управления (построение контрольных карт);
‒ план реагирования.
Заметим, что периодичность слежения за ключевыми характеристиками зависит от
61
имеющейся информации об их стабильности и возможной скорости их изменения в
производстве.
Согласно требованиям ИСО/ТУ 16949:2002 план управления должен быть
обязательно разработан как минимум для двух стадий – стадии изготовления установочной
серии продукции и стадии серийного производства.
Таким образом, план управления – это документ, который в концентрированном виде
содержит информацию о том, каким образом на предприятии организовано управление
самыми важными характеристиками как для продукции, так и для технологии. Эти
документы проверяются как потребителем, так и органом по сертификации в соответствии с
требованиями ИСО/ТУ 16949:2002.
ОРГАНИЗАЦИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ПРИБОРНОГО
КОМПЛЕКСА БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
Новичков В.М., Соколов А.А.
(Национальный исследовательский университет) «МАИ»)
Diagnostic provisions architecture for UAV instrumental complex. Novichkov V.M.,
Sokolov A.A.
This report is devoted to the results of diagnostic provisions architecture for fault-tolerant
instrumental complex design for the small-sized UAV (unmanned aerial vehicle). The provisions
could be implemented into software of instrumental complex for automatic failover.
Проблема разработки отказоустойчивых приборных комплексов (ПК) для
малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (ЛА) связана не только с малой
точностью и надежностью современных интегральных датчиков, но и с тем, что их
пилотажно-навигационные алгоритмы сложны с алгоритмической точки зрения. Эти
алгоритмы подчас распределены по бортовым системам, совместная диагностика
правильности их функционирования в полете затруднена, а подчас и недоступна. Эта
проблема упрощается в малогабаритных беспилотных ЛА, где необходимость объединения
разных бортовых систем в одном блоке или модуле определяется массогабаритными
ограничениями, что, в свою очередь, приводит к необходимости решать все функциональные
задачи на одном вычислителе.
Цель разработки — повышение отказоустойчивости ПК для малогабаритного
беспилотного ЛА за счет комплексной обработки данных от датчиков всех его
функциональных систем и оперативной реконфигурации аппаратно-программных средств
его ПК на основе данных комплексной диагностики.
ПК, внезапные и постепенные отказы которого требуется контролировать, выполняет
функции таких систем, как автопилот, система воздушных сигналов, инерциальная и
спутниковая навигационные системы, магнитный компас, радиовысотомер, система
технического обслуживания и система радиосвязи. Так как аппаратура ПК спроектирована
так, что информация со всех датчиков доступна при выполнении любой функции, то
появляется возможность построения алгоритма его комплексной функциональной
диагностики во время полета ЛА. При этом повышение отказоустойчивости ПК в целом
происходит из-за того, что часть датчиков в случае их отказа может быть заблокирована, а
функции, в которых они задействованы, будут выполнены за счет комплексной обработки
данных с других датчиков путем косвенных вычислений. Программное обеспечение,
реализующее такой диагностический алгоритм, также, как и функциональное программное
обеспечение всего ПК, должно удовлетворять требованиям стандарта КТ-178В.
Комплексный диагностический алгоритм базируется на способах автоматического
62
принятия решений при возникновении проблемных ситуаций. Возникновение проблемной
ситуации определяются путем сравнения двух множеств состояний параметров полета:
текущего, используемого автопилотом, и моделируемого в диагностическом алгоритме.
Расхождение между этими множествами более заданного и определяет наличие проблемной
ситуации.
Формирование «диагностического» множества состояний осуществляется на основе
данных, получаемых со штатных датчиков всех бортовых систем, и их накопления в памяти
для применения в алгоритмах диагностики. Алгоритмы диагностики строятся на основе
статистических методов распознавания, методе статистических решений, методах
разделения в пространстве признаков, метрических методах распознавания, логических
методах распознавания, методе распознавании кривых и других методах. При построении
диагностического алгоритма важное значение имеет учет диагностических ценностей
анализируемых признаков, в то время, как сами эти признаки выбираются на основе анализа
соответствующих каждому датчику методах и особенностях средств измерений.
Очевидно, что каждый из перечисленных методов применим с какими-то
ограничениями. Так, например, метод Байеса, входящий в состав статистических методов
распознавания, обладает высокой надежностью и эффективностью при большом количестве
статистических данных, что хорошо для часто встречающихся ситуаций, но плохо работает
при распознавании редко встречающихся проблемных ситуаций (диагнозов). Это связано с
тем, что для корректного применения данного метода требуется набрать большой объем
предварительной информации, а это затруднительно из-за сложности и высокой надежности
бортовой аппаратуры. С другой стороны, чтобы избежать необходимости хранения
статистических сведений, можно использовать, например, метод минимакса (входит в группу
методов статистических решений), который рассматривает наихудший случай, приводящий к
максимуму риска. Но тогда возникает другая проблема — сильно возрастает вероятность так
называемой «ложной тревоги». Дополнительно к этим двум методам можно перечислить еще
более двадцати других методов, каждый из которых обладает своими достоинствами и
недостатками.
Метод, который следует применить для выявления той или иной проблемной
ситуации, выбирается на основе анализа достоинств и недостатков каждого из методов
технической диагностики бортового оборудования. При этом также следует учитывать
возможности ПК по контролю диагностических параметров в совокупности с доступными
средствами встроенного контроля, как самих датчиков, так и других средств, используемых
при управлении полетом ЛА.
После выявления проблемной ситуации и выбора наиболее предпочтительного
алгоритма реконфигурации можно обеспечить полную или только частичную реализацию
выполнения основной задачи ЛА — успешное движение из пункта А в пункт Б с заданной
точностью.
Практическая значимость разработки состоит в увеличении продолжительности и
точности полета ЛА по заданной траектории за счет повышения отказоустойчивости его ПК.
Такой ПК имеет свойство парирования отказов с автоматическим выбором способа
реконфигурации его активных средств (процессоров, модулей памяти, датчиков, разной
сложности алгоритмов комплексной обработки информации и др.), что позволяет уменьшить
негативный эффект от отказов, возникших во время полета малогабаритного беспилотного
ЛА.
63
ПОДГОТОВКА АВИАЦИОННОГО ТОПЛИВА К ЗАПРАВКЕ В
ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
Новичков В.М., Новичков Б.М.
(Национальный исследовательский университет) «МАИ»)
Preparation of aviation fuel for filling in aircraft. Novichkov V.M., Novichkov B.M.
A method of sampling from aviation fuel flow, that provides: a high representativeness of
the sample, high explosion safety of sampling technology and environmentally friendly process of
sampling is discussed in this report.
Подготовка авиационного топлива к заправке начинается с отбора пробы для
контроля. Отбор проб топлива для летательных аппаратов относится к технике контроля и
может быть использован в установках при производстве и испытаниях топливных,
гидравлических и масляных систем, в авиационной промышленности после промывки
корпусных и полых изделий, трубопроводов, прецизионных деталей, а также при заправке
баков топливом, маслами и гидросмесями.
После отбора проба доставляется в лабораторию, где производится фильтрация на
контрольный фильтр. В предлагаемом техническом решении фильтрация на контрольный
фильтр осуществляется автоматически в процессе отбора пробы.
Технической задачей предложенного решения является расширение технологических
и эксплуатационных возможностей существующих устройств по отбору пробы топлива,
фильтрации его на контрольный фильтр и подготовки его к применению.
Задача решается тем, что в устройстве для отбора пробы топлива с фильтрацией на
контрольный фильтр содержится заборный патрубок, соединенный посредством
трубопроводов со сменной кассетой, с фильтрующим элементом тонкой очистки и
источником сжатого газа.
С целью наиболее качественной промывки коммуникаций до входа в кассету, объем
отборного патрубка, входного крана и трубопровода должны быть меньше минимального
объема пробы. Устройство снабжено сменной кассетой с фильтрующим элементом тонкой
очистки, а промывка входных коммуникаций устройства осуществляется с помощью
технологического вкладыша. Задача решается и тем, что при отборе пробы должны
соблюдаться условия изокинетичности, когда скорость потока в трубопроводе равна
скорости пробоотбора.
Условие изокинетичности является основным при отборе, так как оно более полно
обеспечивает представительность пробы. При соблюдении условия изокинетичности
концентрация частиц, отбираемых зондом, равна концентрации частиц в основном потоке.
При неизокинетическом пробоотборе различают два случая: скорость пробоотбора меньше
скорости основного потока и скорость пробоотбора больше скорости основного потока. В
первом случае основной поток замедляется перед входным отверстием зонда, а во втором
случае он всасывается с большей скоростью, чем скорость проходящей жидкости. В обоих
случаях нарушается режим прохождения жидкости по пробоотборному зонду, а,
следовательно, и искажается представительность пробы.
Для того, чтобы проба была представительной, необходимо использовать ламинарный
поток жидкости в магистральном трубопроводе, место отбора следует выбрать на прямом
участке трубопровода и в вертикальной его части, чтобы исключить расслоение частиц в
потоке под действием сил тяжести и седиментации. Зонд должен быть тонкостенным, а
сопло зонда располагаться в центре магистрального трубопровода в направлении навстречу
течения жидкости по трубопроводу.
Кроме того, техническая задача решается и тем, что выход из узла контрольной
фильтрации соединен с магистральным трубопроводом. При этом узел контрольной
64
фильтрации, в котором расположена сменная кассета с фильтрующим элементом тонкой
очистки на пористой подложке, выполнен разъемным, а продув узла контрольной
фильтрации корпуса сменной кассеты с целью удаления из него остаточного топлива и
осушения фильтроэлемента тонкой очистки, осуществляется из источника сжатого газа.
Сброс продуктов продува производится в магистральный трубопровод через регулятор
режима работы.
Устройство работает следующим образом. Перед контрольной операцией
промываются входные коммуникации. Топливо из магистрального трубопровода с
установленным на нем регулятором режима работы отбирается посредством пробоотборного
зонда, сопло которого направляется вниз, навстречу движению перекачиваемого топлива,
проходит через входной кран, узел контрольной фильтрации и направляется в
магистральный трубопровод. Под давлением сжатого газа, поступающего из источника
сжатого газа для продувки и осушения фильтроэлемента тонкой очистки, топливо проходит
через сменную кассету и направляется в магистральный трубопровод.
Преимущества пробоотборного устройства:
– использован изокинетический отбор пробы — при вертикально расположенном
магистральном трубопроводе и с соплом отборного патрубка, расположенным вдоль
вертикальной оси и направленным навстречу потоку жидкости. При таком расположении
магистрального трубопровода частицы загрязнений равномерно располагаются по площади
поперечного сечения трубы. В то время, как при горизонтальном расположении, частицы
стремятся оседать на нижней стенке трубы;
– удобство расположения и конструкция узла контрольной фильтрации дает
возможность заменять сменную кассету с осушенным фильтром тонкой очистки
непосредственно на рабочем месте;
– управление процессом отбора с помощью сжатого газа дает возможность применять
устройство для контроля топлива в обычном, не взрывозащищенном исполнении без
использования электроэнергии;
– закрытый пробоотбор дает возможность возвращать отобранное (иногда
дефицитное) топливо в систему и обеспечивает экологичность этого процесса;
– применение сменных кассет с фильтроэлементами тонкой очистки дает
возможность оператору отбирать пробу с фильтрацией на контрольный фильтр
последовательно на нескольких объектах контроля и доставлять готовые к анализу фильтры
в лабораторию;
– применена механизация отбора и обработки проб топлива.
МНОГОУРОВНЕВАЯ РЕКОНФИГУРАЦИЯ В АППАРАТНОМ
ДИАГНОСТИЧЕСКОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ БОРТОВЫХ КОМПЛЕКСОВ
УПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Новичков В.М., Ширшаков А.Е., Савкин Л.В.
(ФГУП «НПО им. С.А .Лавочкина», Филиал ФГУП «НПО им С.А. Лавочкина, г.Калуга,
Московский авиационный институт «МАИ»)
Multi-level reconfiguration in the hardware diagnostic support of onboard complexes
of control in the modern spacecrafts. Novichkov V.M., Savkin L.V., Shirshakov A.E.
The principles of the organization of diagnostic support onboard complexes of control on the
example of the «Spektr-R» spacecraft are considered. Use of built-in hardware diagnostic systems
in onboard complexes of control of the modern spacecrafts is offered. The main requirements
imposed to diagnostic system are considered. The skeleton diagram of diagnostic system is
provided.
65
Проблема диагностики бортовых комплексов управления (БКУ) современных
космических аппаратов (КА) становится особенно актуальной ввиду непрерывного роста
сложности их аппаратного построения и программно-алгоритмического обеспечения.
Как правило, в составе большинства БКУ современных КА можно выделить бортовую
вычислительную систему (БЦВС), обеспечивающую выполнение вычислительных и
управляющих процессов, а также задач контроля и диагностики аппаратной и программной
составляющих БКУ.
Не смотря на то, что вычислительные ресурсы БЦВС обеспечивают решение всех
известных на сегодняшний день функциональных задач с определенным технологическим
запасом по памяти и быстродействию, некоторые сбои и неисправности, возникающие в
элементах БЦВС, не всегда удается локализовать с высокой степенью точности.
Сложные элементы БЦВС, содержащие процессорное ядро, очень часто не выходят
из строя полностью, а продолжают функционировать некорректно, пока программные
модули контроля и диагностики после фиксации неисправности, не произведут
реконфигурацию неисправных элементов БЦВС на резервные.
Уровень автоматизации поиска неисправностей в отношении аппаратной части
сложных цифровых модулей (вычислительные ядра, цифровые сигнальные процессоры и т.
п.) остаётся невысоким. При этом аппаратная часть системы диагностики, как правило,
входит в состав бортовой вычислительной системы (БЦВС) и не выделяется как
самостоятельная аппаратура среди других подсистем БКУ. В связи с ростом сложности
аппаратного построения БКУ современных КА, ставится вопрос о возможности аппаратного
выделения диагностической системы из состава БЦВС БКУ и рассмотрении ее в качестве
самостоятельной подсистемы БКУ.
В данной работе предложен вариант построения диагностической системы БКУ в
качестве самостоятельной аппаратной подсистемы на основе реконфигурируемых
вычислительных систем, построенные на базе полей ПЛИС FPGA.
Практическая значимость заключается в том, что использование многоуровневых
реконфигурируемых систем в аппаратном диагностическом обеспечении позволит
воспроизводить и имитировать работу сложных элементов БКУ. Это, в свою очередь, даст
возможность более эффективно производить автоматическое распознавание неисправностей,
возникающих в БКУ, и анализировать причины, приведшие к их возникновению.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
УДАРОЗАЩИТЫ РЭС
Батуев В.П., Шелков Е.А.
(УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина;
ФГУП НПО Автоматики им. акад. Н.А.Семихатова)
Mathematical modeling metallic foam elements of shock protection electronic
equipment. Batuev V.P., Shelkov E.A.
Mechanical shocks of high intensity require special methods of protection. The possibility of
using metallic foams crash energy absorbers for protect electronic equipment from mechanical
loadings of high intensity are considered. Provides methods for modeling the mechanical properties
using the ANSYS LS-DYNA software.
При разработке радиоэлектронных средств специального назначения часто
приходится решать задачи их защиты от механических воздействий вибрационного и
ударного характера. Одним из наиболее опасных при этом являются одиночные
механические удары, максимальные ускорения которых могут достигать 1000g и более.
Вопросы защиты РЭС от одиночных ударов высокой интенсивности имеют свою специфику
66
и требуют использования специальных средств и методов. Использование традиционных
методов удароизоляции, в которых снижение механической энергии, получаемой
конструкцией от основания, обеспечивается путем отстройки собственных частот колебаний
конструкции от преобладающих частот воздействия, оказывается малоэффективным,
особенно, при наличии в спектре ударной нагрузки мощных низкочастотных составляющих.
В этом случае более эффективным может стать использование методов ударогашения,
основанных на повышении диссипативных свойств системы путем использования
специальных демпфирующих элементов – поглотителей колебаний, в частности,
использовании так называемых энергопоглощающих материалов. Большая группа таких
материалов представлена пенометаллами – новым классом высокопористых ячеистых
материалов с низкой плотностью и новыми механическими свойствами. Особое место в ряду
пенометаллов занимает пеноалюминий, который обладает высокой удельной прочностью и
эффективно поглощает энергию удара. Различают закрыто- и открыто-пористый
пеноалюминий. Свойства их существенно отличаются. В энергопоглощающих элементах
чаще используется закрыто-пористый пеноалюминий. Этот материал способен поглотить
значительную энергию при их деформировании, причем для пенометаллов эта энергия
определяется главным образом энергией, поглощенной при их пластической деформации.
Математическое моделирование пенометаллических материалов сегодня развивается
в двух направлениях: методы микро- и макромоделирования.
В первом случае реальные материалы аппроксимируются периодической
микроструктурой, состоящей из отдельных ячеек, или пористой микроструктуры с
определенным законом распределением пор по объему материала.
При моделировании изделий, изготовленных из пенометаллов, детализация до уровня
отдельных ячеек или пор не только не всегда возможна даже для современных
компьютерных технологий, но представляется нецелесообразной с точки зрения требуемых
затрат на моделирование. Как следствие этого, интенсивно развивается направление
макроскопического описания пеноматериалов. В этом случае пеноматериалы
рассматриваются как эквивалентная однородная среда, а моделирование механических
свойств пеноматериалов осуществляется путем использования экспериментально
полученных феноменологических зависимостей, например в форме зависимостей
напряжение – деформация.
При использовании пеноматериалов для изготовления аварийных (crash)
энергопоглощающих элементов требуется учет нелинейности их свойств. В работе для
моделирования механических свойств пеноматериалов предложено использование
классической модели материала с билинейным кинематическим упрочнением с
соответствующими параметрами упругости и пластичности. В системе ANSYS (решателе
LS-DYNA) для этого использована модель *MAT_CRUSHABLE_FOAM.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ОПЕРАТОРОМ
СИСТЕМЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Андреева О.Н.
(ОАО «Концерн «Моринсис-Агат»)
The results of studies of information processing by the system operator of special
purpose. Andreeva O.N.
Человеко-машинные системы с 60-х годов прошлого столетия начали широко
использоваться в различных системах управления подвижными объектами. Эффективный
скачок в технологии управления объектами связан, прежде всего, с развитием и внедрением
вычислительной техники (ВТ).
67
На этом пути до настоящего времени еще не во всех задачах управления удалось
перейти на полностью автоматическое (без участия оператора) управление. Это объясняется
следующими основными причинами:
 многообразием ситуаций, возникающих при взаимодействии объекта управления с
внешним миром, включая форс-мажорные обстоятельства;
 отсутствием у компьютера на современном этапе технического прогресса
ассоциативного «мышления»;
 системы принятия решения в динамично развивающейся внешней обстановке без
возможности коррекции и поддержки со стороны человека-оператора практически не только
не эффективны, но подчас приводят к катастрофическим последствиям.
В итоге в случаях, связанных с опасностью для человеческой жизни, всегда
устанавливаются автоматизированные (с участием оператора) человеко-машинные системы
управления. Но создание таких систем всегда связано с решением проблем по организации
эффективного информационного взаимодействия человека с компьютером.
К настоящему времени возникло целое научное направление по проектированию
автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора с различными подходами:
машиноцентрическим,
технопрактическим,
пользовательско-ориентированным,
когнитивным и т.д.
Современные человеко-машинные системы управления строятся на основе
компьютерных интерфейсов «оператор-система». Уже в первые годы работы на таких
системах были выявлены новые (с медицинской точки зрения) виды утомляемости
операторов, получившие общее название «компьютерный зрительный синдром». Причин его
возникновения несколько. Это, прежде всего, сформировавшаяся за миллионы лет эволюции
зрительная система человека, приспособленная для восприятия окружающей информации в
отраженном свете.
Однако изображение на дисплее принципиально отличается от привычных глазу
объектов наблюдения – оно светится, состоит из дискретных точек, мерцает (эти точки с
определенной частотой зажигаются и гаснут). Цветное компьютерное изображение не
соответствует по спектру естественным цветам.
Но не только особенности изображения на экране вызывают зрительное утомление
оператора. При длительной работе за экраном монитора у глаз, как правило, не бывает
необходимых фаз расслабления, глаза напрягаются, их работоспособность снижается. Кроме
того, большое значение для работы глаз имеет расположение информации на экране
монитора, ее структура и время предъявления.
Одной из главных задач эргономики является согласование вида, объема и времени
предъявления информации, которая передается оператору с его возможностями по ее
восприятию и анализу.
Эффективность обработки информации зависит от эргономики человеко-машинной
системы. Наряду с общим подходом к решению задач эргономики возникают и
многочисленные частные задачи, связанные с конкретной предметной областью
исследования (например: аэрофлот, железная дорога, ПВО, морской флот и д.р.).
В изделиях ВМФ при работе на АРМ управления восприимчивость информации
оператором с экрана монитора должны быть не менее 80%. Эта эргономическая задача на
сегодняшний день остается весьма актуальной.
Целью работы является обеспечение согласованности потока информации о внешней
обстановки и способности оператора по ее переработке в современных человеко-машинных
системах управления кораблем, отличающихся режимом работы в «жестким» реальном
масштабе времени.
Научная задача исследования: разработка методики построения эффективного
зрительного интерфейса «оператор – экран монитора» в системах управления объектом
реального времени.
68
Декомпозиция научной задачи позволяет выделить следующие частные задачи
исследования.
1. Определение пространства опознания, которое формируется на экране вокруг
точки фиксации взгляда.
2. Обоснование выбора тестовых фигур для проведения экспериментального
изучения пространства опознания.
3. Изучение точности опознания тестовых фигур и их наборов при временах
порогового и околопорогового предъявления.
4. Формирование базы данных по зрительной восприимчивости изображений
оператором с учетом корреляционных зависимостей между характеристиками опознания.
5. Разработка алгоритма тестирования операторов и построения эргономики
автоматизированной человеко-машинной системы.
Для оптимизации условий работы человека-оператора требуется разработка способов
по эффективному представлению информации с учетом ее пространственного расположения.
Эти задачи, в частности, актуальны при проектировании АРМ и при разработке
компьютерных программ, которые должны создаваться с учетом различного рода
дидактических, методических и психологических данных. В большинстве случаев
разработчики программного обеспечения не обладают необходимыми психологическими
знаниями об особенностях протекания познавательных процессов (восприятия, различения,
опознания, классификации, запоминания). До настоящего времени проектирование многих
компьютерных программ осуществляется преимущественно на уровне интуитивных
представлений об оптимальных формах предъявления информации.
Задача экспериментальных исследований, поставленных в настоящей работе, состоит
в количественном изучении эффективности восприятия текстовой и образной информации в
центральных и периферийных зонах экрана монитора, в исследовании пороговых времен
предъявления тестовых фигур, требующихся для их полноценного опознания и построения
базы данных, на которую и опирается итоговая методика построения эргономики АРМ.
Поэтому в экспериментах исследовались вопросы сравнительного изучения времен
предъявления элементов тестовых изображений, требующихся для их надежного опознания
в различных зонах экрана монитора. При этом в первую очередь решались задачи точности
опознания тестовых изображений в различных точках экрана монитора в предельно сложных
условиях, т.е. минимальных по длительности (пороговых) времен их предъявления. Кроме
того, решались задачи точности опознания тех же тестовых изображений в более спокойных
режимах работы оператора – при существенном увеличении времени их предъявления, а
также задачи сравнительного анализа зон экрана монитора с целью определения мест
наиболее быстрого и полного (детального) узнавания располагаемой в них тестовой
информации.
Исследование проводилось в условиях использования методов, обеспечивающих
регулировку длительности предъявления произвольных тестовых изображений в различных
точках экрана монитора на основе мультимедийной платформы Adobe Flash, позволяющей
работать с векторной, растровой и частично трёхмерной графикой.
В работе использовались методы теории вероятностей и математической статистики,
теории массового обслуживания и системного анализа.
Исследованы различные аспекты опознания человеком-оператором предложенных
тестовых изображений, предъявляемых на экране монитора: геометрических фигур,
фрагментов чертежей, буквенных сочетаний (слова). В экспериментах менялось время и
место экспозиции тестовых фигур. Количественно определены характеристики
«пространства опознания», формирующегося в процессе работы вокруг точки фиксации
взгляда оператора. Показано, что при усложнении условий работы оператора, т.е. при
существенном уменьшении времени предъявления тестовых изображений, точность их
опознания в центральной зоне уменьшается достаточно значимо (более чем вдвое), а
69
точность опознания в периферической зоне относительно центральной уменьшается лишь на
8-11%.
Показано, что при времени предъявления ≥500 мс информация уверенно распознается
в зоне 720 угловых величин.
Результаты обработки экспериментов представлены в виде базы коррелированных
данных, что можно классифицировать как оригинальный результат в рассматриваемой
предметной области.
Разработан алгоритм тестирования оператора на зрительную восприимчивость
изображений на экране монитора, который является результатом анализа и обобщения
информации из различных литературных источников, а так же исследований автора.
Предложена методика построения эргономики в человеко-машинной системе
управления в части обеспечения эффективной работы человека-оператора с учетом
специфики ВМФ.
РАНЖИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОДА ПУТЕМ ПРИЕГО АНАЛИЗЕ НА
ОТСУТСТВИЕ УЯЗВИМОСТЕЙ
Кузнецов С.Е.
(Пензенский филиал ФГУП "НТЦ "Атлас")
Software code ranging during software vulnerabilities analisys. Kuznetsov S.E.
It’s shown perspective method to vulnerability search of software, merits and demerits of
every approach are mentioned, special software analisys tools are also reviewed
В настоящее время развитие получают различные подходы к ранжированию
компонентов исследуемого программного обеспечения (ПО) по требуемой глубине и
детализации исследований.
Ранжирование программного кода направлено на выделение из общего объема ПО
некоторых критических с точки зрения безопасности функциональных субъектов (функций,
подпрограмм, фрагментов кода), которые затем подлежат более углубленному анализу с
применением подходов традиционного обзора кода ручным или полуавтоматизированным
способом путем проверки определенных ограничений, задаваемых экспертом.
Одним из перспективных подходах к ранжированию ПО является контроль
логических информационных трактов. Данный контроль можно определить, как процесс
сбора информации об использовании, определении и зависимостях данных определенных
контролируемых категорий в анализируемой программе. Контролируемые категории
определяются экспертным методом на основе предварительного изучения программного
кода. Как правило, к множеству контролируемых относят все категории данных, имеющие
отношение к безопасности: пароли, ключи шифрования, конфиденциальную информацию
пользователей, данные от внешних недоверенных источников и т.п. Суть подхода определить множество функциональных субъектов, которые обрабатывают контролируемые
информационные объекты. Итак, на основании предварительного изучения кода эксперт
строит исходный набор контролируемых информационных объектов (переменных, массивов
данных, структур и т. п). В данный набор включаются все объекты, в которые
осуществляется первоначальное поступление контролируемых данных. Определить такие
объекты из исходных текстов несложно: обычно достаточно проанализировать глобальные
переменные, а также выявить и проанализировать участки кода, где производится
первоначальный ввод данных в программу. Главное, чтобы в данный набор было включено
как минимум по одному объекту из каждой контролируемой категории. После этого
организуется процедура слежения за информацией путем определения участков кода, где
производятся обращения к контролируемым информационным объектам. При этом
исходный набор контролируемых объектов постоянно пополняется теми объектами которые
70
получили некоторое значение, являющееся зависимым от контролируемых объектов
(производные объекты). Каждый вновь выявленный контролируемый объект дополнительно
помечается категорией, к которой принадлежит. В ходе отслеживания также производится
формирование множества критических функциональных субъектов, которые обращаются к
контролируемым данным. Описанный алгоритм рекурсивно выполняется до тех пор, пока не
будет охвачен весь программный код. По завершению будет получено два множества:
полное помеченное множество контролируемых информационных объектов и полное
множество критических функциональных субъектов, обрабатывающих контролируемые
данные. Весь программный код, вошедший в критическое множество, подлежит в
дальнейшем углубленному анализу методами обзора кода.
К достоинствам данного подхода можно отнести достаточно полную и точную
идентификацию критических функциональных субъектов. При этом подход не лишен
ложных идентификаций, в первую очередь, за счет того не в полной мере учитывает время
существования контролируемых данных в информационном объекте. Контроль логических
трактов является перспективным подходом к ранжированию кода, так как производится оно
на основании семантики обрабатываемых данных, а не по функциональному признаку. При
этом именно данные, как правило, являются основным защищаемым ресурсом. Данный
подход позволяет существенно автоматизировать процесс выделения критических
функциональных субъектов и значительно сократить итоговое время, затрачиваемое на
исследования программного кода.
ПОДДЕРЖКА ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭС
СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В PROENGINEER
Самойленко Н.Э., Небольсин С.В., Литвиненко А.В.
(Воронежский государственный технический университет»)
Support optimal
design
of special purpose
radioelectronic facilities
by ProEngineer. Samojlenko N.E. Nebolsin S.V., Litvinenko A.V.
Discusses issues aided design special purpose radioelectronic facilities, including 3D
modeling, multivariate analysis and optimization design based on the use of CAD/CAM system.
Проблема моделирования, многовариантного анализа и поддержки
оптимального проектирования с применением современных САПР верхнего уровня
особенно актуальна с точки зрения разработки и апробации практических методик
проведения данных проектных процедур. Рассматриваются вопросы автоматизированного
проектирования РЭС специального назначения, включающая процедуры 3D-моделирования,
многовариантного анализа и оптимизации конструкции на основе применения САПР. Выбор
среды проектирования ProEngineer обусловлен её характеристиками как системы верхнего
уровня, информационно совместимой с наиболее перспективными САПР, а также широким
набором функций по анализу и оптимизации конструкции. Для выполнения конечноэлементого анализа конструкции используется комплекс математических моделей,
автоматически создаваемых модулем Mechanica в процессе формирования 3D-модели
конструкции.
Разработано математическое обеспечение оптимального проектирования, в
которое входят: математическая постановка задачи структурной оптимизации, комплекс
моделей параметрической оптимизации для каждого варианта конструкции и комплекс
алгоритмов, реализующих методику оптимального проектирования. Апробация
предложенной методики проведена в процессе разработки корпуса преобразователя
напряжения. Оптимизация конструкции состоит из трех этапов: оптимизация конструкции
крышек корпуса, оптимизация конструкции вставок-радиаторов, оптимизация теплового
71
режима. Суть оптимизации заключалась в минимизации перемещений в крышке,
возникающих под воздействием внешнего давления. Для уменьшения перемещений был
проведен анализ глобальной чувствительности при изменении толщины крышки. Вставкирадиаторы также нуждались в дальнейшей доработке и оптимизации.Так как максимальные
напряжения возникают на острых кромках радиатора, введены дополнительные скругления
острых граней. Дальнейшая оптимизационная проработка конструкции основана на
изменении трех параметров: радиусов скруглений, скругление острых кромок и боковых
ребер. Так как корпус преобразователя имеет циклическую симметрию, создана секторная
макромодель корпуса, что позволило в шесть раз сократить время одновариантного анализа
конструкции. Разработан алгоритм оптимизации теплового режима на основе анализа
глобальной чувствительности.
Практическая значимость заключается в том, что предложена и апробирована
методика оптимального проектирования, работоспособность которой подтверждена ее
успешном использованием при проектировании преобразователя напряжения. Предложенная
методика отличается использованием структурных макромоделей, выполнением
законченных процедур структурной и параметрической оптимизации.
КОМПЛЕКС СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ПЛАНИРОВАНИЯ
И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
НА БАЗЕ MICROSOFT EXCEL
Самойленко Н.Э., Вандышева Я.В., Пацева А.В.
(Воронежский государственный технический университет»)
Complex
automation
planning
and
processing
of
test
results
based
on
Microsoft
Excel. Samojlenko N.E., Vandisheva J.V., Patzeva A.V.
Scheduling and automation of the processing of the test results of the devices is a challenging task
in modern conditions due to stricter requirements for the quality and reliability of electronic
instrumentation products.
Планирование и автоматизация обработки результатов испытаний приборов
представляет собой актуальную задачу в современных условиях ввиду ужесточения
требований к качеству и надежности изделий электронного приборостроения. В качестве
среды программирования целесообразно использовать табличный процессор Microsoft Excel
(в том числе свободно распространяемы в составе пакета (LibreOffice) ввиду наличия
широкого набора математических и статистических функций достаточных для обработки
результатов испытаний.
Разработан комплекс средств автоматизации POISK, позволяющий провести:
статистическую обработку результатов испытаний с оценкой доверительных интервалов;
хранение и предоставление пользователю справочной табличной информации; возможность
обработки результатов основных видов испытаний на надежность (планы NБN, NБT, NБr);
наглядное представление исходных данных, хода и результатов расчета для обеспечения
обучающего эффекта работы с комплексом; возможность экспорта данных для обработки
результатов виртуальных испытаний; возможность автоматического изменения расчетных
данных при внесении изменений в исходные таблицы.
Разработанный комплекс средств автоматизации разработан на базе свободно
распространяемого программного обеспечения Microsoft Excel.
Комплекс средств автоматизации планирования и обработки испытаний (POISK)
реализован в виде рабочей книги Microsoft Excel и состоит из листов excel, предназначенных
для:
 расчета статистических характеристик;
72





проверки соответствий испытаний нормальному распределению;
оценки гарантированных интервалов средних напряжений НС;
анализа доверительных интервалов дисперсии;
оценки вероятности по статистической частоте;
определения вероятности безотказной работы неразъемных соединений,
большая выборка;
 среднее время безотказной работы малой выборки.
Для установки программы достаточно скопировать папку рабочей книги POISK на
пользовательский компьютер.
Практическая значимость разработанного программного комплекса обусловлена
его ориентацией на использование в учебном процессе, в том числе в среде
автоматизированного обучения. Комплекс POISK предназначен для автоматизации
планирования и обработки результатов испытаний в приборостроении на базе свободно
распространяемого программного обеспечения и успешно применяется в учебном процессе
подготовки бакалавров и магистров направлений «Приборостроение», «Проектирование и
технология электронных средств» ВГТУ.
ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ РАЗРАБОТКИ КОМПОНЕНТОВ Е-НАВИГАЦИИ
Борисовский Д.В., Николаев Ю.Л., Козлов Д.Н.
(ОАО «ЦНИИ “Курс”»)
This article is devoted to the practical experience of creating of e-Navigation system and
complexes in OJSC "CSRI "Kurs"
В настоящее время целый ряд организаций участвует в разработке и внедрении
техники и технологий в соответствии с концепцией е-Навигации в свои системы. В том
числе в ОАО "ЦНИИ "Курс" проводились и проводятся такие работы, связанные как и с
бортовой приборной техникой, так и с техникой для СУДС [1]. В частности были
разработаны:
 система информационного обеспечения судоводителей для ВВП, которая позволяет
собирать важную для навигации информацию от различных служб и передавать ее на
суда, при этом осуществляя контроль дислокации [2, 3, 4];
 авторулевой обеспечивающий вождение судна по заданному маршруту, решение
задач расхождения с опасными объектами и возврата на исходный маршрут;
 малогабаритная цифровая автоматизированной системы управления движением
безэкипажным надводным транспортным средством;
 комплекс е-Навигационных расширений для электронно-картографической
диалоговой интегрированной системы;
 системы ПВ/КВ радиосвязи.
Прорабатываются вопросы разработки перспективных средств связи таких как
NAVDAT и метеорная связь, разрабатываются технологии создания судовых РЛС с
гологафическим принципом формирования диаграммы направленности [5].
Данные технологии в принципе уже позволяют осуществлять следующие задачи еНавигации такие как:
 передача метеорологической информации и карт погоды, морских карт и извещений
мореплавателям в заданных районах в цифровом формате с возможностью
оперативной корректурой карт и их передача в откорректированном виде;
 передача ледовой информации и ледовых карт, а также информации по айсбергам, что
позволит компетентным администрациям информировать
мореплавателей о
73
движении айсбергов, давать более точных рекомендации по путям, проведению
ледокольных операций и т.д.;
 передача портовой и лоцманской информации;
 передача информации СУДС - рекомендованные маршруты, скорость хода на
подходных путях и в особых зонах, судовой трафик в зоне СУДС и т.д.;
 передача информации в рамках проведения поисково-спасательных операций.
В соответствии с «Морской доктриной Российской Федерации на период до 2020
года» одна из центральных задач национальной морской политики на Арктическом
направлении сформулирована как «обеспечение национальных интересов России в
отношении Северного морского пути (СМП), централизованное государственное управление
этой транспортной системой, ледокольное обслуживание и предоставление равноправного
доступа заинтересованным перевозчикам, в том числе иностранным».
Таким образом появляется возможность создания сети СУДС, обслуживающих
Северный морской путь и построенных на принципах е-Навигации, которая является
глобальной концепцией, включающей морскую и береговую составляющие.
Единая
информационная среда для судов и береговых служб позволит не только решать задачи по
предоставлению информационных сервисов судоводителям, но и благодаря глобальному
контролю обеспечит снижение негативного влияния человеческого фактора на безопасность
мореплавания, повысит эффективность спасательных операций[6]. Судоводители получат
возможность выполнять в полном объеме планирование рейса с учетом всей необходимой
информацией (актуальные морские навигационные карты, метеорологическая информация,
рекомендованные пути и т. п.). Развитие технологий e-Навигации сделает возможным
обнаружение, идентификацию и точное сопровождение судов за пределами зон действия
существующих систем управления движением судов.
Литература
1. Борисовский Д.В., Николаев Ю.Л., Козлов Д.Н. Компоненты обеспечения енавигации для дополнения интегрированных систем для морских судов и судов "река-море"
// Научно-технический журнал судостроительной промышленности РФ «Проблемы развития
корабельного вооружения и судового радиоэлектронного оборудования». 2013. вып.2. С.7079.
2. Резолюция № 60 ECE/TRANS/SC.3/175 "Международные стандарты, касающиеся
извещений судоводителям и систем электронных судовых сообщений во внутреннем
судоходстве" - 2007 г.
3. Борисовский Д.В., Ефимов В.К., Николаев Ю.Л. Система информационного
обеспечения судоводителей на основе современных беспроводных телекоммуникационных
технологий // Известия академии электротехнических наук. 2009. №2. С.68-72.
4. Борисовский Д.В., Николаев Ю.Л. Развитие речных информационных служб на
внутренних водных путях Российской Федерации (ВВП РФ).Система электронных судовых
сообщений и извещений судоводителям "Луара" // Научно-технический журнал
судостроительной промышленности РФ «Проблемы развития корабельного вооружения и
судового радиоэлектронного оборудования». 2012. вып.1. С.52-61.
5. Рогожников А.В., Борисовский Д.В., Николаев Ю.Л. К вопросу реализации
принципов концепции e-Navigation // Морские информационно-управляющие системы, 2013/
No.2 (3). С.76-83.
6. Бобков В.А., Крестьянинов В.В. Научно-технический комментарий: "Как создать
речные информационные службы в Российской Федерации". СПб.: ООО «МОРСАР». 2007 г.
74
ДИНАМИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО
ВРЕМЕНИ
Шевчук В. П.
(Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Волжском)
Dynamic error of computers systems real time. Shevchuk V.P.
Models are available and functioning algorithms of diagnostics stand-one software systems
of control and management. Discussion models and algorithms for the predictions metrologicals
characteristics telecommunications measuring systems.
Анализ математических моделей метрологических характеристик вычислительных
систем [1] показывает, что основными настроечными коэффициентами программноаппаратного измерительного канала выступают: TC -время измерения, как настроечный
коэффициент модуля ввода аналоговой информации,
TS – скважность цифровой
последовательности, как настроечный коэффициент модуля вывода аналоговой информации
(регистратора), N – длина массива, обрабатываемого в ПЛК и Tf - динамические свойства
измерительного канала, как настроечный коэффициент первичного преобразователя.
Для локационных и телекоммуникационных вычислительных систем, в которых
скорость обрабатываемой измерительной информации более чем 1 Мгц настройки
измерительного канала не влияют на величину относительной погрешности измерения:
l
 E2 (iTS )
l
 X2
S
1

 (1  e  TS )   0 при T  0 ,
S
2   TS
(iTS )
при N  
где l – порядковый номер обрабатываемой реализация, К – пропускная способность среды, S
– уровень помехи, α – скорость изменения измерительной информации, TS – скважность
оцифрованной реализации. В таких системах основной проблемой является борьба с
помехой искусственно накладываемой на полезный сигнал.
Для вычислительных систем, в которых скорость обрабатываемой измерительной
информации менее 1 Мгц (шумовая и ультразвуковая диагностика) настройки
измерительного канала рекомендуется не игнорировать, так как величина относительной
погрешности обработки измерительной информации становится значимой величиной:
 (iTS ) 
l
l
 E2 (iTS )

S
 2  К 2   1
 (1  e    TS ) 
l 2
    TS
 X (iTS )


1

 (1  e  TS )   const при T  0 ,
S
  TS

при N  
 (iTS ) 
l
 2  К 2  1 
где  - отношение скорости помехи к скорости полезного сигнала. Для восьми разрядного
4
модуля ввода аналоговой информации эта const  4  10 % [1]. Величина, казалось бы, не
большая для одного элемента массива, но при обработке нескольких массивов эта величина
возрастает в N l - раз. Например, при оценке автокорреляционной функции по массиву
длиной в 100 измерений, относительная погрешность обработки информации составит не
менее 4%.
Для промышленных вычислительных систем, в которых измерительная информация
является низкочастотной (скорость обрабатываемой измерительной информации менее 1
гц.), настройки измерительного канала начинают существенно влиять на величину
относительной погрешности измерения. Модель погрешности является функцией всех
настроечных коэффициентов измерительного канала, так как измерительный канал содержит
75
инерционные
элементы
в
виде
первичных
преобразователей и программных фильтров [1, 2, 5]:
 ( jTS ) 
l
 E2 ( jTS )
 X2 ( jTS )
преобразователей,
нормирующих
 f [q, K n , K p , T p , T f , iTC , jTS ,  ,  , S , ]
где q - максимальная погрешность квантования по уровню конкретного модуля УСО, Tp –
постоянная времени первичного измерительного преобразователя, Kp – коэффициент
передачи первичного преобразователя, Кn – коэффициент передачи нормирующего
преобразователя, TS – интервал времени между двумя соседними измерениями, Tf
постоянная времени программного фильтра.
Из рисунка 1 видно, что для измерения влажности при управлении
эндогазогенератором в подшипниковой промышленности, существует оптимальная
скважность измерения log(   TS )  1,15 , при которой относительная методическая
динамическая составляющая погрешности измерения влажности в процессе получения
эндогаза достигает минимального значения  1  10
4
%.
5·10-4
2·10-4
1·10-4
0.03
10-1
0.3
100
2
5
10
αTS
Рис. 1. Динамическая составляющая погрешности измерения влажности эндогаза [4].
Наличие оптимальных значений настроек измерительного программно-аппаратного
канала подтверждают и исследования, проведенные в работе [5]. Как видно из графиков,
представленных на рис. 2, оптимальное значение постоянной времени цифрового фильтра
зависит не только от параметров полезного сигнала и помехи, но и от значений других
параметров измерительного канала - постоянной времени Tp первичного преобразователя и
периода его опроса TS. Значения параметров программно-аппаратного измерительного
канала и измеряемого параметра определяют максимально достижимую точность цифровой
обработки измерительной информации, при оптимальных параметрах программного
фильтра, Tf. Об этом свидетельствуют разные уровни расположения минимумов на
приведенных зависимостях (см. рис. 2).
Таким образом, вычислительные системы, построенные по блочно-модульному
принципу соединения измерительных каналов обработки информации и функционирующие
по моделям из работы [1], позволяют генерировать цифровые последовательности в виде
76
стационарных случайных процессов. Это является необходимым и достаточным условием
формирования экспоненциальной автокорреляционной функции [3] методической
динамической составляющей ошибки косвенного измерения критерия эффективности
управления, которая вычисляется программируемым логическим контроллером (ПЛК).
 xмакс
 xмакс
1
1
1
2
2
2
3
3
3
Tf
Значения S: 1 - 0.2; 2 - 0.1; 3 0.03.
 - N=40;  a) - N=70.
Tf
Значения TS : 1 - 0.04; 2 - 0.03; 3 0.01.
б)
 xмакс
1
2
3
Tf
Значения Tp : 1 - 0.06; 2 - 0.04; 3 в)
0.02.
Рис. 2. Зависимость относительной среднеквадратической погрешности от
параметров измерительного канала.
а - при TS =0.04, Tp =0.05; б - при N=50, S=0.1, Tp =0.05; в - при N=50, S=0.1, TS
=0.01.
Литература
1. Шевчук В.П. Моделирование метрологических характеристик интеллектуальных
измерительных приборов и систем. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. - 320 с.
2. Шевчук В.П. Классификация информационно-измерительных систем по типу
уравнения измерения для определения критерия управления. М.:СТАНДАРТИНФОРМ
ж.
«Метрология», №12, 2008. - с. 3 – 16. - ISSN 0132-4713.
3. Пугачев В.С. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Мир, 1982. –
77
471 с.
4. Мокичева Ю.В. Информационно-измерительная система для управления эндогазогенератором. //Автореферат дис. … канд. наук: 05.11.16. – ВолгГТУ, 2011. – 16 с.
5. Данилов С.И. Параметрический синтез измерительных каналов в
автоматизированной системе управления технологическим процессом //Автореферат дис.
канд. техн. наук: 05.11.16. – ВолгГТУ, 2000. – 16 с.
ПРОБЛЕМЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМ ОРГАНИЗАЦИЙ МО РФ
Поколодина Е.В.
(НОУ "ИНЭП")
Problems of efficiency and data security information systems of the organizations of
defense department. Pokolodina E.V.
Article is devoted to the tasks solved with the application of information technology . Given
typical problems in the IT-sector of enterprises and organizations of defense department
В настоящее время роль информационных технологий в жизни любого современного
предприятия или организации трудно переоценить. При этом предприятия и организации
оборонно-промышленного комплекса, а также ВУЗы Министерства обороны , к сожалению
не в полной мере используют современные возможности ИТ-сферы.
Российский оборонно-промышленный комплекс переживает сложный период, .Одной
из проблем является необходимость разрабатывать и внедрять образцы ВВТ, в условиях
недостатка современных ИТ-технологий.
К сожалению, часто встречается ситуация нехватки персональных компьютеров,
оргтехники, а также других составляющих технического обеспечения информационной
системы предприятия. Поэтому, при решении вопроса о модернизации ИТ сферы
предприятия, как правило, в первую очередь, делается упор на техническое обеспечение.
При этом информационной составляющей и подбору персонала , как правило, уделяется
недостаточное внимание. В дальнейшем информационную систему (ИС) предприятия
будем
рассматривать
как программно-аппаратную систему, предназначенную для
автоматизации целенаправленной деятельности конечных пользователей, обеспечивающую
в соответствии с заложенной в нее логикой обработки, возможность получения,
модификации и хранения информации.
В данной работе не расматривались такие специфические вопросы, как организация
каналов связи, построение сетей специального назначения и т.д. Рассмотрим проблемы ИС
«среднестатистических» предприятий или организации МО при решении следующих
типичных задач:
делопроизводство;
хранение фалов;
автоматизация кадрового учета;
проектирование;
компьютерное моделирование;
коллективная работа с документами, хранение документов различных форматов.
При этом, как правило, на предприятии имеются отдельные АРМ, подключенные к
Интернет, а также локальные вычислительные сети. Существуют документы (чертежи,
таблицы и т.д.) на бумажных носителях, которые постепенно переводятся в электронный
формат. Возможные операционные системы: Windows различных версий, МСВС, ES 9000,
Net Ware, а также СУБД Interbase, ORACLE. Безусловно, сама специфика предприятий и
организаций ВПК подразумевает повышенные требования к информационной безопасности.
78
Исходя из вышеизложенного, можно выявить следующие проблемы в сфере ИТ
предприятий:
неоднородность используемого программного и аппаратного обеспечения;
применение несертифицированного программного обеспечения;
несовершенство встроенных средств защиты информации операционных систем (ОС),
систем управления базами данных (СУБД);
необоснованное дублирование информации;
усложнение процедур обмена сообщениями и обработки данных;
недостаток специалистов в области
информационных технологийй, а также
несоответствие численности ИТ-подразделения оргструктуре;
несвоевременное обновление антивирусных программ;
отсутствие регулярного повышение квалификации в области информационных
технологий сотрудников, в том числе не задействованных напрямую в ИТ -сфере.
Большинство
вышеуказанных проблем возникает вследствие недостаточного
выделения средств на развитие ИТ-сферы предприятия. К сожалению,
руководство
предприятий не всегда может четко выявить взаимосвязь между инвестициями в развитие и
поддержку информационных технологий
и повышением эффективности работы
предприятия или организации, при этом ИТ-отделы, как правило рассматривается, как
сугубо вспомогательные подразделения. Существует ряд методов оценки эффективности
инвестиций в ИТ-сферу, как традиционные количественные, так и вероятностные. Даже
самые поверхностные из них позволяют оценить факторы риска и управлять затратами.
Инвестиции в развитие ИТ сферы обязательны, т.к. ущерб (не только экономический!)
может быть невосполнимым.
Существенной проблемой также является то, что в сегменте оборудования в
инфокоммуникационной сфере практически все потребности внутреннего рынка.
восполняются за счет импорта. Отечественная отрасль информационных технологий
удовлетворяет потребности российского рынка менее чем на 25 процентов во многом за счет
сегмента услуг. Из всей потребляемой в России продукции отрасли информационных
технологий внутри страны произведено программных продуктов на сумму около 30 млрд.
рублей (около 25 процентов всего программного обеспечения) и услуг на сумму до 120 млрд.
рублей (около 80 процентов всех услуг)[1].
Вышеуказанные проблемы требуют серьезного внимания, их решение позволит
повысить эффективность и конкурентоспособность отечественных предприятий ВПК на
современном этапе.
Литература
1.Распоряжение Правительства Российской Федерации от 1 ноября 2013 г. N 2036-р
2. http://ens.mil.ru/science/spvir/about.htm
ОПТИМИЗАЦИЯ ВРЕМЕННОГО РЕСУРСА ПРИ ПЛАНИРОВАНИЯ
НИР И ОКР
Витков М.Г.
(НИУ МЭИ (ТУ); ОАО «НПП «Салют»)
Optimization of the time parameter for planning R&D works. Vitkov M.G.
The one of the main parameter of the working is the time parameter. The Problem delivered
in work, decrease the time parameter with the saving other parameters of the system.
В существующей экономической системе одним из ключевых показателей при
79
разработке является время на её выполнение. Часто при этом "жертвуют" ресурсами и
средствами.
Предлагаемый метод планирования НИР и ОКР оптимизирует организацию работ
при сохранении показателей качества и стоимости.
Как известно из теории сетевого планирования, существую три критерия оптимизации
системы. При этом предполагается, что при оптимизации одного из параметров всегда
приходится чем-то жертвовать. Предлагаемый метод делит неделимые задачи, с точки
зрения теории классического планирования, когда задача имеет четкую связь с началом и
окончанием ее выполнения и имеет определенные ресурсы и средства в процессе ее
выполнения. Данное условие является отличительным признаком предлагаемого метода.
Очевидным является тот факт, что проще всего уменьшить временной ресурс можно,
применив параллельное выполнение задач. Предлагаемые варианты оптимизации хоть и
основываются на параллельном принципе планирования, но его базис лежит на принципе
декомпозиции задач. Задача дробится на более мелкие подзадачи таким образом, чтобы
между двумя задачами находились внутренние связи, образующие независимые цепочки
выполнения подзадач (образование параллельных подзадач в задачах, находящихся в
условно последовательном принципе взаимного выполнения). Образующиеся при этом
цепочки могут иметь меньший срок выполнения работ за счет того, что для выполнения (или
начала выполнения) следующей задачи не является обязательным полное выполнение
предыдущей задачи.
Практическая значимость предлагаемого метода заключается в том, что при
сохранении общих принципов планирования НИР и ОКР уменьшается временной
интервал выполнения работ при сохранении показателей качества и стоимости. Данная
задача наиболее актуальна при создании инновационных продуктов, когда время создания
современных продуктов должно быть минимально возможное, в связи с все уменьшающимся
жизненным циклом изделий на рынке.
В докладе представлены применяющиеся на практике варианты применения данного
метода с демонстрацией результатов оптимизации.
ОБУЧЕНИЕ СТУДЕНТОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ
ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ С ТЕПЛОВЫМ РАСЧЕТОМ
Платонов М.Д., Турутин А.В.
(НИУ ВШЭ; НИТУ МИСиС ; АКЦ ФИАН)
Experience in the Cadence software package for PCB design and production planning.
Platonov M.D., Turutin A.V.
In this work we describe the process of creating a six-layer printed circuit board, including
the technological preparation of production. Also available in the thermal design of a given circuit
board.
Сегодня в мире существует большое количество програмных сред для
проектирования и моделирования печатных плат. И ввиду их большого многообразия,
необходимо сделать правильный выбор пакета для осуществления этих целей. Данная работа
посвящена освоению программного пакета Cadence SPB 16.5 в процессе производственной
практики студентов Национального исследовательского университета «Высшая школа
экономики» (НИУ ВШЭ) и совмещения работы по совместительству при параллельном
обучении в ВУЗе. Для этого был дан образец печатного узла с программируемой
интегральной логической схемой (ПЛИС).
Последовательность решения задачи освоения пакета заключалась в том что, с сайта
производителя были вначале скачены все необходимые материалы по печатному узлу
80
(Spartan-3A FPGA Board XCM-014 Series). Они включали в себя:
1) принципиальную электрическую схему.
2) схему разводки по шести слоям печатной платы.
После этого определялся список компонентов, монтируемых на печатную плату.
Когда список компонентов был определен, для каждого компонента были найдены
технические условия, взятые с сайтов производителей каждого компонента в отдельности.
После этого последовал процесс создания печатной платы в программном пакете
Cadence.
Вначале в программе OrCAD (входит в пакет Cadence) была создана принципиальная
электрическая схема, эквивалентная заданной. Когда она была проверена на соответствие
заданной и для всех компонентов были созданы их модели, был произведен переход в
программу Allegro PCB Editor (также входит в пакет Cadence) при помощи экспорта карты
соединений из программы OrCAD. Далее в программе Allegro PCB Editor была произведена
трассировка всех шести слоев печатной платы.
На следующем этапе работы был произведен экспорт .bdf файла в систему Асоника-Т.
В ней был произведен тепловой расчет. Данные по тепловыделению для каждого компонента
были взяты в соответствии с их техническими условиями. Результат расчета показал что все
элементы печатного узла работают с требуемым запасом.
Технологическая подготовка заключалась в проверке нашего проекта на соответствии
с требованиями, которые были выдвинуты производителем печатных узлов.
Результатом данной работы явилось создание Gerber файлов, и создание готовой
печатной платы.
В итоге был освоен программный пакет, который обладает следующими
достоинствами:
1) удобный программный интерфейс
2) стабильная работа кода программ
3) хорошее взаимодействие программ внутри пакета
4) возможность экспорта проекта на другие специализированные программные
системы, например на автоматизированную систему Асоника.
КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ПОДДЕРЖКИ ВЫРАБОТКИ ЗАМЫСЛА ПРОЦЕССА
БОЕВОГО ПРИМЕНЕНИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ МОРСКОГО
БАЗИРОВАНИЯ
Илларионов А.В.
(ОАО «ЦНИИ “КУРС”»)
A set of supporting tools to plan development of operational use shipbased robotic
units. Illarionov A.V.
Анализ различных информационных источников показывает, что роботизированные
комплексы рассматриваются специалистами наиболее развитых в научно-техническом
отношении стран в качестве одного из важнейших перспективных средств повышения
боевой эффективности военно-морских сил.
В настоящее время при создании корабля в техническое задание включаются
требования по возможности применения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) и
необитаемых подводных аппаратов (НПА). Проработка вопросов включения их в состав
вооружения корабля, как правило, заканчивается на учете массогабаритных характеристик и
в лучшем случае размещения аппаратуры управления. Практически не ведутся работы по
вопросам автоматизации процессов боевого применения. Тем более не осуществляется
интеграция с корабельными системами управления. В результате даже если корабли в
81
перспективе и получат БЛА и НПА эффективность их применения будет на крайне низком
уровне. Из-за отсутствия технологии и результатов моделирования процессов боевого
применения не возможно правильно осуществить планирование применения перспективного
вооружения в современном бою и тем более управлять этим оружием. Одним из подходов к
разрешению указанных противоречий является комплекс средств поддержки планирования
боевого применения роботизированных комплексов морского базирования (КСА РК),
созданный в ОАО «ЦНИИ «Курс».
Под применением роботизированных комплексов (РК) морского базирования
подразумевается организованное и целенаправленное использование в мирное время,
угрожаемый период и в военное время роботизированных комплексов ВМФ в целях
выполнения боевых, специальных задач и задач обеспечения самостоятельно и во
взаимодействии с объектами других родов сил (войск) ВМФ или видов ВС РФ.
Наиболее важным конечным результатом планирования применения РК являются
боевые задания роботизированным средствам. Под боевым заданием роботизированному
средству понимается формализованное описание упорядоченной по времени
последовательности решения частных задач. Каждая из частных задач, входящих в состав
боевого задания, должна включать следующие основные элементы:
- идентификатор (код), определяющий содержание задачи;
- начальный и конечный срок выполнения задачи;
- параметры движения;
- режимы использования радиоэлектронного вооружения, средств связи;
- назначенное оружие (при наличии) и способ его использования;
- произвольное количество трехмерных координат поворотных точек, обозначающих
назначенный маршрут движения или границы назначенного района (рубежа)
действий.
Для снижения рисков и издержек при создании комплекса средств автоматизации
боевого применения РК (КСА РК), к нему должны быть предъявлены следующие
системотехнические требования, удовлетворение которых может наделить его основными
свойствами открытой системы:
- интегрируемость - возможность включения в состав автоматизированных систем
различного уровня в иерархии управления и различных программно-аппаратных
архитектур без необходимости переработки;
- адаптивность - способность развития с учетом появления новых образцов РК, а также
способов их применения без перепроектирования и перепрограммирования;
- прозрачность - изоляция логического (прикладного) уровня представления РК,
необходимого для организации его эффективного применения, от физического уровня,
отражающего конструктивные особенности устройства каждого конкретного образца
РК;
- безопасность - обеспечение гарантии того, что КСА РК и его внутренние данные
защищены от несанкционированного проникновения и воздействия.
При таком подходе КСА РК представляет собой систему промежуточного слоя,
которая упрощает взаимодействие между органами военного управления (ОВУ) и
роботизированными комплексами за счет изоляции КСА ОВУ, организующего применение
РК, от большого количества внутренних данных, необходимых для функционирования РК,
но избыточных (чрезмерно подробных) с точки зрения процесса управления силами
(войсками).
Перечисленные вопросы разработки технологии для создания комплекса средств
поддержки выработки замысла процесса боевого применения роботизированных комплексов
морского базирования решены на основе рассмотрения:
– облика и системотехнической архитектуры КСА РК,
– состава АРМ должностных лиц – субъектов организации применения РК морского
82
базирования в КСА РК и их основных функций.
– состава и возможных формы реализации многовариантных расчетов в обеспечение
планирования применения РК морского базирования.
Результаты работ по созданию комплекса средств поддержки выработки замысла
процесса боевого применения роботизированных комплексов морского базирования могут
быть использованы при создании систем поддержки принятия решений в составе
корабельных АСУ оперативно-тактического и тактического уровней.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
ПРОЕКТАМИ
Солодовникова Е.М., Клименко Т.С.
(ОАО «ЦНИИ «Курс»)
Computer-aided information project management software. Solodovnikova E.M.,
Klimenko T.S.
In this article developing of computer-aided information project management software and
results of its introduction are described.
Процесс управления проектами является важной частью процесса проектирования и
разработки продукции, производимой любым предприятием.
В ОАО «ЦНИИ «Курс» был разработан программный продукт, позволяющий
автоматизировать основные элементы управления проектами в части календарно-ресурсного
планирования, ведения отчетности о ходе проведения работ, оповещении о назначении задач
сотрудникам и т.д.
Основными целями создания и внедрения разработанной системы являются:
- построение в ОАО «ЦНИИ «Курс» единой автоматизированной системы
централизованного управления проектами;
- повышение качества и оперативности работы с проектами, и, таким образом,
управленческой деятельности в целом;
- улучшение общих условий работы сотрудников и, как следствие, повышение
качества их работы;
- сокращение операционных затрат за счет устранения дублирования операций и
улучшения возможностей по оперативному информированию сотрудников о
проектах и входящих в проекты задачах;
- усиление контроля и повышение уровня исполнительской дисциплины.
В ходе разработки и внедрения системы решены следующие задачи:
- проведен анализ предметной области и определены основные требования к
составу и структуре системы;
- спроектирована и реализована структура взаимодействия модулей системы;
- спроектирована и реализована модель данных в системе;
- спроектирован и реализован пользовательский интерфейс;
- система протестирована на основе реальных данных.
Основные функции автоматизированной информационной системы управления
проектами:
- автоматизированное разбиение проекта на подпроекты, задачи и подзадачи в
системе;
- автоматическая рассылка оповещений об участии в той или иной задаче/проекте
на электронную почту сотрудникам;
- автоматический расчет параметров выполнения проектов: трудоемкости, степени
выполнения и др.;
83
автоматическая генерация индивидуального плана сотрудника;
создание и отображение ежедневной отчетности сотрудника о проделанной
работе;
- отображение справочников по предприятию;
- возможность отдавать поручения – мини-задачи, не связанные с конкретными
проектами;
- генерация различных вариантов отчетов, позволяющих в удобной и наглядной
форме отображать информацию по текущим или законченным проектам;
- доступ к системе по локальной сети любому сотруднику предприятия;
- разграничение прав доступа.
Внедрение автоматизированной информационной системы управления проектами
уже позволило сократить время, затрачиваемое на планирование проектов, и уменьшить
сроки работы над проектами за счет упрощения обмена информацией между сотрудниками и
повышения качества мониторинга текущего состояния проектов.
-
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 3D-ПРИНТЕРА И ОБРАТНОГО МАТРИЧНОГО ЛИТЬЯ ПРИ
ИЗГОТОВЛЕНИИ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ
Максимова Н.С., Насыров А.Р., Григорьева Н.П.
(ОАО «ЦНИИ "Курс"»)
3d-printer and vacuum casting system using for the manufacture of prototypes.
Maksimova N.S., Nasyrov A.R., Grigorieva N.P.
This report is devoted to the production of prototypes with the help of modern technology
and advanced equipment.
Первый 3D-принтер появился в 90-е годы прошлого века – начало эпохи
мелкосерийного производства, когда разработка внешнего вида и начинки каждого товара
требовала значительных временных и материальных затрат. Развитие индустрии 3D-печати
продолжается, появляются все новые материалы и технологии, размеры оборудования
становятся все разнообразней. Однако, крупногабаритные детали, как и раньше, способны
печатать только промышленные 3D-принтеры. Созданные современным трехмерным
принтером модели отличаются высокой прочностью и точностью, поэтому могут
использоваться в качестве готовых изделий. В случае, если необходимо обеспечить
специфические свойства материала детали, например, плавучесть, на 3D-принтере
печатается заливочная форма, с помощью которой методом обратного матричного литья
получается требуемая деталь.
Изготовление прототипов, опытных образцов – это довольно трудоемкий и
длительный процесс. Раньше деталь разрабатывалась в научно-производственных отделах, в
состав которых обычно входили группы разработчиков, конструкторов, технологов,
производственных рабочих. Заказ на ее изготовление передавался на стороннее опытное
производство. Там в соответствии со спецификацией в заявке заказывался материал,
разрабатывалась технология, и только после этого создавалась деталь. Весь процесс занимал
минимум две-три недели. Причем, на этапе изготовления могло выясниться, что в
конструкцию необходимо внести изменения. Также конструктивные недоработки могли
обнаружиться и в процессе испытаний.
Применение современных систем автоматизированного проектирования (САПР)
позволяет проверить технические характеристики изделия на этапе проектирования и
определить слабые места перед изготовлением макетного образца, а использование 3Dпринтера позволяет сократить общее время изготовления прототипа до нескольких дней (в
зависимости от размера и сложности).
84
МОДЕЛИРУЮЩИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРИМЕНЕНИЯ АВТОНОМНЫХ НЕОБИТАЕМЫХ ПОДВОДНЫХ АППАРАТОВ
ПРИ РЕШЕНИИ ПРОТИВОМИННОЙ ЗАДАЧИ
Лизунов К.А., Илларионов А.В., Дворников К.А.
(ОАО «ЦНИИ «Курс»)
Modelling system for prediction of effectiveness of autonomous underwater vehicles in
the solution of mine problem. Lizunov K.A., Illarionov A.V., Dvornikov K.A.
Борьба с минной опасностью является сложной технической проблемой, решение
которой требует непрерывного развития и совершенствования противоминных сил и средств.
Поиски новых технических решений в области противоминного оружия привели к
возникновению концепции, которая включает в себя обнаружение, классификацию и
нейтрализацию (уничтожение) мин.
В данной статье рассматривается обеспечение проведения комплекса исследований по
обоснованию технического облика системы по разминированию, достижимых основных
характеристик и параметров системы, на основе комплексного имитационного
моделирования процессов действия необитаемых подводных аппаратов (НПА) при
разминировании акватории.
Комплекс моделирования. Для выполнения поставленных задач организовано
многоэтапное имитационное моделирование процессов работы НПА. Вычисления
организованы таким образом, чтобы максимально загрузить все имеющиеся аппаратные
средства. Результаты расчётов предоставляются оператору в виде статистических данных, на
основе которых принимается решение о целесообразности использования тех или иных
средств для каждой конкретной задачи.
При проведении расчетов методом имитационного моделирования задействуются
значительные мощности вычислительных средств. При этом проводятся многочисленные
запуски (далее по тексту «прогоны») каждого конкретного сценария применения НПА. В
процессе выполнения одного «прогона» сценария, поведение и относительное расположение
объектов участвующих в моделировании разыгрывается вероятностным методом
относительно математических ожиданий заложенных в сценариях. После проведения
каждого «прогона» собирается статистика всех событий, произошедших в процессе
моделирования. После выполнения заданного числа «прогонов» каждого сценария
проводится анализ результатов моделирования на основе полученной статистики.
Для расчетов используется среда распределенных вычислений, построенная по
технологии HLA (HighLevelArchitecture, в переводе – архитектура высокого уровня).
Моделирующий комплекс состоит из различных моделей и блоков, тесно связанных
между собой в едином информационном пространстве. Структурная схема информационных
связей между моделями приведена на рисунке 1.
Рассмотрим основные модели системы.
Модель ГФУ предназначена для задания гидрофизических и метеорологических
параметров внешней среды в процессе моделирования. Данная модель является
вспомогательной для других моделей, таких как, например: модель различных средств
обнаружения НПА, различных моделей движения и применения оружия. В процессе работы
моделируются следующие параметры ГФУ: осадки, ветер, температура воздуха, волнение
моря, направление и скорость течения.
85
Модель района действий. Модель района выдает информацию о конфигурации
запретных для работы зон и информацию о глубинах на основе цифровой карты рельефа
местности.
Модель системы навигации НПА. НПА определяет свои координаты с помощью
инерциальной системы и глубиномера. Ошибки системы навигации задаются в файле ТТХ.
Модель движения НПА. Модель предназначена для воспроизведения движения
подводного аппарата в толще воды. При построении модели учитывались характеристики
существующих и перспективных НПА.
Модель обнаружения. Модель предназначена для имитации работы активных и
пассивных средств гидроакустического обнаружения подводных мобильных и стационарных
объектов.
Рис.1 Структурная схема информационных связей между моделями
Алгоритмы модели разделены по принципу работы соответствующих сенсоров
аппарата, это: гидролокатор предупреждения препятствий (ГПП), гидролокатор бокового
обзора (ГБО), профилограф, электромагнитный минный идентификатор.
Модель применения оружия. Модель применения оружия предназначена для
имитации процессов подрыва цели. Модель рассчитывает алгоритм действий НПА для
закладки заряда возле заранее обнаруженной мины для её подрыва.
Модели внешней обстановки. Предназначены для имитации действий сил и средств,
не входящих в состав комплекса (как собственные, так и противника). К моделям внешней
обстановки относятся: надводные корабли, летательные аппараты и минное оружие.
ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УЧЕБНОТРЕНИРОВОЧНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ОПЕРАТОРОВ
ТЕЛЕУПРАВЛЯЕМЫХ НЕОБИТАЕМЫХ ПОДВОДНЫХ АППАРАТОВ
Клименко Т.С.
(ОАО «ЦНИИ «Курс»)
Training system for drill of remotely operated vehicles (ROVs) personnel software
engineering. Klimenko T.S.
In this report software engineering of training system for drill of remotely operated vehicles
(ROVs) personnel is described.
86
Телеуправляемый необитаемый подводный аппарат (ТНПА) (англ. Remotely
operated underwater vehicle (ROV)) – это необитаемый подводный аппарат, управляемый
оператором или группой операторов (экипажем) с борта судна-носителя, связанный с этим
судном кабелем, через который на аппарат поступают сигналы управления и электропитание,
а обратно передаются полученные данные и информация о состоянии аппарата.
ТНПА применяются для решения широкого круга задач:
- Поисковых,
- Инспекционных
- Осмотровых;
- Выполнения легких механических работ в толще воды;
- Проведения измерений параметров водной среды;
- Выполнения широкого круга подводно-технических работ:
o аварийно-спасательных,
o инженерно-строительных,
o ремонтных [1].
Заметной тенденцией последнего времени является повышение сложности
технологических операций, выполняемых с помощью ТНПА, что влечет за собой повышение
объемов обрабатываемой информации, психологических нагрузок операторов, частое
возникновение сбоев в работе оборудования. Все это указывает на необходимость
разработки и усовершенствования технических средств подготовки операторов.
Невозможность проведения обучения на реальных эксплуатируемых аппаратах
обуславливается рисками возможных аварий или потери дорогостоящих аппаратов. Поэтому
начальную подготовку операторов НПА следует проводить на специально разработанных
учебно-тренировочных комплексах (УТК).
В ОАО «ЦНИИ «Курс» разработан тренажер (учебно-тренировочный комплекс)
для подготовки операторов по управлению ТНПА.
УТК применяется для проведения занятий и тренировок операторов ТНПА с целью
поддержания и повышения их профессионального мастерства при выполнении следующих
работ:
- осмотр трубопроводов и кабельных линий;
- работы на нефтяных и газовых промыслах;
- установка гидроакустических маркеров и подъем предметов, захваченных
манипулятором;
- выполнение поисковых (допоисковых) и обследовательских работ в
прибрежных морских или внутренних водах;
- поддержка подводно-технических работ, выполняемых водолазами;
- обеспечение безопасности акваторий портов;
- исследование корпусов кораблей.
Важнейшей составляющей УТК для подготовки операторов ТНПА является
программное обеспечение.
Разработка программного обеспечения - это род деятельности и процесс,
направленный на создание и поддержание работоспособности, качества и надежности
программного обеспечения, используя технологии, методологию и практики из
информатики, управления проектами, математики, инженерии и других областей знания.
Стандартом [2] предусматриваются следующие стадии разработки программного
обеспечения:
1. Техническое задание (обоснование необходимости разработки, научноисследовательские работы, разработка и утверждение технического задания);
2. Эскизный проект (предварительная разработка структуры входных и выходных
данных; уточнение методов решения задачи, разработка общего описания
87
алгоритма решения задачи, разработка технико-экономического обоснования,
согласование и утверждение эскизного проекта);
3. Технический проект (уточнение структуры входных и выходных данных,
разработка алгоритма решения задачи, определение формы представления
входных и выходных данных, разработка структуры программы, окончательное
определение конфигурации технических средств, согласование и утверждение
технического проекта);
4. Рабочий проект (программирование и отладка программы, разработка
программных документов, испытания программы);
5. Внедрение.
На первой стадии разработки программного обеспечения проведен анализ
современного состояния на рынке тренажеров ТНПА: анализ существующих российских и
зарубежных аналогов помог выявить принципиальные недостатки существующих в
настоящий момент подобных учебно-тренировочных комплексов и показал необходимость
проведения работы. Разработано техническое задание на создание учебно-тренировочного
комплекса для подготовки специалистов по действиям в особо сложных условиях с
использованием телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов.
На второй стадии были проведены анализ предметной области и анализ требований,
по результатам которых:
1. на языке UML с использованием Case-средства Enterprise Architect построена
модель предметной области УТК;
2. разработана концепция и определен общий алгоритм работы УТК;
3. определена предварительная структура входных и выходных данных УТК;
4. разработано технико-экономическое обоснование.
На третьей стадии разработки также с применением Case-средства Enterprise
Architect:
1. разработана структура программного обеспечения тренажера на основе
результатов анализа модели предметной области;
Программное обеспечение тренажера логически разделено на четыре блока:
- программное обеспечение пульта инструктора;
- программное обеспечение пульта оператора ТНПА;
- программное обеспечение пульта оператора манипулятора;
- программное обеспечение пульта гидроакустика.
2. построены структурные схемы каждого блока.
3. разработаны модели поведения каждого блока в отдельности и УТК в целом;
4. разработан проект интерфейса УТК с применением стандартных офисных
программ.
Результатом четвертой стадии разработки является собственно разработанное
программное обеспечение тренажера. Помимо собственно программирования, на данной
стадии разработаны программные документы, проведены испытания.
Применение такого подхода к разработке программного обеспечения учебнотренировочного комплекса для подготовки операторов телеуправляемых необитаемых
подводных аппаратов позволил:
- заранее четко спланировать сроки и стоимость разработки;
- упорядоченно справляться со сложностями, возникающими в процессе
разработки;
- легко отслеживать ход и проводить мониторинг состояния разработки.
Применение Case-средств на всех этапах разработки:
- существенно сократило время, затраченное на анализ требований к учебнотренировочному комплексу;
88
- упростило представление разработчикам результатов анализа требований и
предметной области;
- сократило количество ошибок, возникающих в процессе проектирования и
разработки, по сравнению с проектами, в которых не использовались Caseсредства, что так же позволило избежать повторного выполнения схожих
операций и, тем самым, значительно уменьшило время, затрачиваемое на
разработку;
- значительно сократило время, затрачиваемое на разработку программной
документации.
КОМПЛЕКС СРЕДСТВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ОТРАБОТКИ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОРАБЕЛЬНОГО РАДИОЭЛЕКТРОННОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Милованов М.А., Илларионов А.В.
(ОАО «ЦНИИ «Курс»)
Complex modeling tools for work through of interaction of shipboard electronic
equipment, Milovanov M.
In the article the technology of creation of complex of simulation modeling of shipboard
equipment at all stages of the life cycle of the ship which would increase the validity of decisions
taken during the design of the sample, and also reduce volume of the demanded ensuring of tests,
terms and cost of carrying out tests is offered.
Современный корабль представляет чрезвычайно сложную систему, состоящую из
множества взаимосвязанных элементов. Необходимость удовлетворения значительного
числа зачастую противоречивых требований, связанных со спецификой военно-морской
деятельности, определяет сложность конструкции и насыщенность корабля различного рода
механизмами и оборудованием. Продолжительный период (20-30 лет и более), а также
сложные условия эксплуатации, связанные с возможностью возникновения повреждений и
аварий, предопределяют необходимость проведения многократных ремонтов и
модернизаций, что ведёт к непрерывному удорожанию всех этапов жизненного цикла
корабля начиная с предпроектных исследований и заканчивая утилизацией.
По мере развития передовых информационных технологий все большая доля
стоимости перспективных кораблей будет приходиться на системы и средства обнаружения,
управления, поражения и обеспечения необходимого уровня боевых свойств кораблей.
Вопросы отработки взаимодействия корабельного оборудования на всех стадиях
жизненного цикла корабля возникают постоянно в ходе проектирования, при появлении
новых образцов техники, при ремонтах и модернизации кораблей. Это связано с тем, что
сегодня никто не может дать ответа на вопрос о том, как новый образец будет
взаимодействовать с существующими, и как это повлияет на эффективность корабля. Узнать
ответ на вопрос можно, установив образец на корабль. Однако это требует времени и
финансовых ресурсов. Существенно проще использовать для этих целей имитационные
комплексы.
Имитационные модели и имитаторы совместно со средой моделирования и
программно-аппаратным обеспечением образуют комплекс средств моделирования.
Основа комплекса средств моделирования для отработки взаимодействия
корабельного радиоэлектронного оборудования (РЭО) – имитационные модели, копирующие
поведение образцов РЭО при их функционировании в процессе эксплуатации. Практически,
эти модели можно причислить к разряду полунатурных, поскольку программное
обеспечение образцов РЭО и информационные пакеты обмена предполагаются
89
«натуральными», а среда их функционирования (так называемая «обвязка») описывается
математическими моделями.
Назначением комплекса средств моделирования для отработки взаимодействия
корабельного РЭО (далее КСМ РЭО) является обеспечение информационно-аналитического
сопровождения всех этапов создания корабля с использованием имитационного
моделирования функционирования РЭО корабля.
В соответствии с назначением КСМ РЭО обеспечивает:
- поддержку принятия решений, выполнение расчётов и выработку рекомендаций по
совершенствованию свойств корабля;
- повышение достоверности результатов испытаний и обоснованности технических
решений, принимаемых на стадии создания корабля;
- задание, анализ и отображение внешней обстановки и прогнозирование её развития;
- имитационное моделирование;
- выполнение расчётов и выработка рекомендаций по работе радиоэлектронного
оборудования;
- оценка эффективности корабля, в том числе при его действиях в составе соединения,
в обоснование принимаемых технических решений при его проектировании, в том числе с
целью выбора оптимального варианта состава;
- проверка соответствия технических параметров, получаемых на различных этапах
проектирования корабля и в период его постройки, требованиям ТТЗ;
- поддержка процессов отработки, испытаний образцов радиоэлектронного
оборудования и технических средств корабля, включая совместное функционирование этих
образцов и средств;
Назначение комплекса определяет следующие функциональные требования к
опытному образцу КСМ РЭО:
- адаптации под конкретные проекты кораблей;
- учета комплексного использования РЭО в интересах различных задач корабля;
- учета вероятностно-временных характеристик каналов связи и передачи данных,
структуры протоколов сопряжения и циклограмм обмена данными;
- возможности проверки частных протоколов сопряжения и определения оценочных
характеристик совместного функционирования образцов РЭО;
- разработки сквозных протоколов информационно-логического сопряжения РЭО в
составе контуров управления, вероятностно-временных характеристик их взаимодействия и
др.
Принцип работы КИС РЭО основан на моделировании поведения различных систем
корабля с различным уровнем детализации в соответствии с поставленной задачей. По сути,
КИС РЭО – это виртуальный конструктор, внутри которого разыгрывается сценарий
действий. Объектно-ориентированный подход позволяет задавать в широких пределах и с
разной степенью детализации параметры среды, свойства технических объектов, и т. д.
Принципиально различаются два уровня детализации. Первый поддерживает моделирование
свойств корабля, вплоть до узлов и агрегатов. Второй – моделирует применение сил в
составе соединений, где оборудования корабля присутствует как набор определенных
свойств данного объекта.
В результате применения моделирующего комплекса обеспечивается повышение
обоснованности решений, принимаемых на этапах проектирования образца, а также
сокращение объёмов требуемого обеспечения испытаний, сроков и стоимости проведения
испытаний.
В создан аппаратно-программный комплекс и проведены экспериментальные
исследования и испытания отдельных составляющих и КМС РЭО.
90
МЕТОДЫ ТЕСТИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ
Атлин Н.М., Суслова О.Е., Турецкий А.В.
(ФГБОУ ВПО ВГТУ)
Test methods radio electronic modules. Atlin N.M., Suslova O.E, Turetsky A.V.
We consider methods for testing of electronic modules for operation. Given automated
visual methods, in-circuit, functional testing and peripherals.
Проблема
тестирования
радиоэлектронных
модулей.
С
увеличением
функциональной сложности радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) растут проблемы
повышения ее надежности. Функциональный контроль и тестирование РЭА – неотъемлемые
этапы производства. От их качества зависит надежность работы и удобство эксплуатации
устройства.
Методики тестирования, которые применяются непосредственно в процессе
производства, на практике показывают лучшие результаты. Они позволяют оперативно
получить информацию и определить конкретные этапы, на которых появляются проблемы.
Благодаря этому можно внести корректировки в производственный процесс еще до
окончательной сборки устройства.
Тестирование устройства и его отдельных частей в процессе производства можно
реализовать на базе следующих методик и технологий:
- визуальный автоматизированный контроль (АОI,АХI);
- внутрисхемное тестирование (IСТ/РIСТ);
- периферийное/граничное сканирование;
- функциональное тестирование (FСТ).
Рассмотрим эти методики тестирования более подробно, начиная с анализа
функциональности собранных или частично собранных устройств и заканчивая особенностями
внутрисхемного тестирования печатных плат.
Функциональное тестирование (FСТ) - тестирование собранных или частично
собранных устройств на выполнение заданной функциональности и на соответствие
параметрам, которые заложены в спецификации на прибор.
Функциональное тестирование может проводиться как в ручном, так и в автоматическом
режиме. Эта методика способна охватить практически всю функциональность устройства за
рекордно короткие сроки. Однако без разработки тестового программного обеспечения и
изготовления специальной оснастки тут не обойтись.
Тестирование можно разделить на проверку основных частей устройства (процессора,
памяти, прочих модулей) и проверку периферийных интерфейсов. Для тестирования
процессорной части создается специальная программа, которая в автоматическом режиме задает
особые параметры работы, проводит инициализацию всех микросхем устройства, опрашивает их и
на основе полученных результатов делает вывод о работоспособности. После проверки основных
частей проводится последовательное включение рабочего режима для каждой составной части
устройства и проверка ее функционала.
К достоинствам функционального тестирования можно отнести возможность
конечной прошивки, проверку и обновление версий ПО модулей системы, выдачу
персональных данных устройству при использовании высокоуровневых протоколов и
скоростных интерфейсов.
Основные недостатки этого способа проверки устройств - это необходимость изготовления
специализированной оснастки и написание программного обеспечения. Функциональное
тестирование, в отличие от периферийного сканирования, не дает точного указания на
дефектные цепи и выводы компонентов.
Периферийное сканирование — тестирование с помощью JТАG. При JTAG91
тестировании электронных устройств требуется предварительная подготовка схемы
изделия. Как минимум это использование компонентов, поддерживающих стандарт IЕЕE
1149., правильное соединение этих компонентов, вывод JТАG-портов на внешние контакты или
разъемы.
В последнее время в связи с большим распространением стандарта JТАG и,
соответственно, микросхем с его поддержкой метод периферийного сканирования становится
все более доступным.
Производители микросхем сопровождают свои продукты ВSDL-файлами, в которых
содержится информация об архитектуре регистров периферийного сканирования.
Современные программные средства для JТАG-тестирования позволяют автоматизировать
процесс, используя данные схематики из САПР. Все это упрощает подготовку и использование
JТАG -тестирования.
JTAG-тестирование позволяет выявить дефекты паяльного соединения в выводах
цифровых микросхем с разными типами корпусов, включая ВGА, замыкания, обрывы, а
также нерабочие микросхемы с цифровыми интерфейсами. Очень важно выявить все эти
дефекты, так как если непроверенная плата переходит на этап программирования, могут
возникнуть проблемы с запуском памяти и периферии. При этом будет сложно установить, в
чем причина неполадок: в неверных настройках ПО или дефекте монтажа. JТАG-тестирование
позволяет предупредить эту проблему.
Однако у JТАG-тестирования есть свои недостатки:
- невысокая производительность по сравнению с функциональным тестированием;
- метод предназначен для тестирования цифровой электроники, соответственно,
исключаются аналоговые части устройства;
- JТАG-тестирование проверяет только целостность связей, но не их качество;
- невозможно обнаружить дефекты монтажа, связанные с цифровыми или
аналоговыми элементами, которые не имеют JТАG-поддержки, недоступна также диагностика
дефектов связей между ними;
- невозможно выполнить функциональные тесты или тесты, направленные на
обнаружение неисправностей, которые являются той или иной функцией времени;
- невозможно выполнить тесты, направленные на обнаружение таких дефектов шин
данных, как дрожание фазы, паразитные связи, интерференция (тесты для шины РСI).
Но в то же время JТАG-тестирование обладает серьезным преимуществом: это глубокий
анализ работоспособности микросхем и модулей для выборочной проверки электронных
устройств в промышленной партии. JТАG- позволяет оптимизировать оборудование для
полноценного тестирования либо сократить время на тестирование при комплексном подходе,
когда оно используется совместно с другими методами. JTAG-тестирование позволяет
контролировать качество монтажа и отбраковывать устройства еще до стадии
функционального тестирования.
Внутрисхемное тестирование (IСТ/FIСТ) - проверка соединений и компонентов на
печатной плате, анализ электрических параметров всей схемы либо отдельных ее участков.
Внутрисхемное тестирование - это технология проверки отдельных компонентов на плате
или фрагментов схем с помощью специального оборудования (IСТ-станций) и оснастки
(игольчатого адаптера). Благодаря этой методике тестирования можно анализировать отдельные
компоненты и аналоговые части схем.
Условно внутрисхемное тестирование можно разделить на аналоговое и цифровое.
При аналоговом внутрисхемном тестировании обычно проверяются следующие
характеристики:
- наличие коротких замыканий и обрывов;
- номиналы дискретных компонентов (резисторов, конденсаторов, индуктивностей,
дискретных полупроводниковых приборов);
- наличие и правильность установки микросхем.
92
Этот метод тестирования позволяет обнаружить большое количество дефектов сборки.
При цифровом внутрисхемном тестировании цифровые микросхемы проверяются на
соответствие таблице истинности.
Поскольку эта технология основана на физическом контакте иголок с контактами
тестируемых компонентов, возникает ряд трудностей при реализации этого подхода в
тестировании.
Постоянная миниатюризация компонентов приводит, в том числе, к уменьшению
физических размеров контактных площадок и перемещению их под корпус. Также в
многослойных печатных платах значительное количество соединений реализовано во
внутренних слоях. Все это приводит к необходимости вывода контактных площадок для IСТадаптера на одну из сторон платы, что в свою очередь вызывает увеличение ее габаритов и
усложняет их трассировку, а зачастую, например в высокочастотных шинах, это невозможно в
принципе.
Визуальный автоматизированный контроль (АОI,АХI) — это предварительная проверка
качества. Она проходит на разных стадиях монтажа печатных плат для проверки мест
невидимых глазу или стандартным оптическим системам.
При отсутствии АОИ на производстве оператору или наладчику сложно оперативно
определить на каком этапе технологического процесса происходит сбой, который влечет за
собой возникновение брака.
При выборе АОИ системы первостепенными факторами считают гибкость, скорость
переналадки и возможность взаимодействия со всеми технологическими единицами
процесса. Компания ViTechnology предлагает конвейерные АОИ с интеграцией новых
технологий.
Рассмотрим некоторые новые решения в системах автоматической оптической
инспекции.
Голова захвата, установленная на системе АОИ, напрямую влияет на качество и
скорость инспекции печатного узла. Компания ViTechnology предлагает два типа голов
захвата - Perform (черно-белая камера) и Spectro (цветная камера). Каждая из них имеет
специальные телецентрические объективы, которые обеспечивают качественный обзор без
теневых зон.
Селективная трехмерная технология. С помощью селективной трехмерной
технологии можно обнаружить дефекты компланарности компонентов поверхностного
монтажа, следовательно, она позволяет избавиться от многочисленных систем видеокамер.
Эта опция дает возможность без увеличения времени цикла произвести точный контроль
компланарности в микросхемах, проинспектировать разъемы и пассивные компоненты
печатных плат. Такой структурированный подход, базирующийся на сканировании, дает
высокий уровень эффективности даже при проверке зеркальных, деформированных
поверхностей и BGA.
Технология I-Lite. Разработка технологии I-Lite является результатом оптического и
механического моделирования, применяемого в широком диапазоне: от отдельных
компонентов до готовых печатных плат. Инновационная система сбора информации сочетает
в себе надежную цветную диодную подсветку с мультиугловым падением света с камерой
высокого разрешения и высококачественными телецентрическими объективами. Для
определения оптимальной длины волны диодов, используемых в инспекции поверхностного
монтажа, был применен спектральный анализ. В результате выбора оптимизированной
инспекции на дисплей оператора выводится цветное изображение. Улучшение качества
изображения - основополагающее преимущество, так как I-Lite воспринимает дефекты,
которые не может заметить человеческий глаз. Тем самым уменьшается количество брака и
увеличивается процент годных плат.
Технология Kaleido позволяет получить качественную цветную фотографию,
которую можно просмотреть с помощью Defect Viewer, что помогает оператору принять
93
обоснованное решение о дефекте. Это особенно полезно при анализе подозрительных
паяных соединений, скрывающих дефекты. Новое решение DirectViewer дает возможность
операторам проинспектировать даже самые маленькие компоненты, например 01005.
Все оборудование, от начального до высшего уровня, имеет обширную библиотеку
компонентов стандартов JDEC и IPC, которые могут быть модифицированы и добавлены в
процессе использования.
Таким образом, при планировании производства необходимо учитывать
производительность всех методов тестирования и такое их сочетание, чтобы получить
минимальное время на тестирование одного устройства при максимальном покрытии тестами.
Соответственно, именно комплексное тестирование, то есть совмещение различных технологий
в грамотной пропорции, сегодня является оптимальным вариантом для проверки и анализа
качества электроники на производстве. Предпроектный анализ тестопригодности позволяет
изначально спланировать и обосновать применимость и степень использования описанных
выше подходов в каждом конкретном случае.
ВИБРАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ
Атлин Н.М., Суслова О.Е., Турецкий А.В.
(ФГБОУ ВПО ВГТУ)
The vibration test reliable solder compounds radio electronic modules. Atlin N.M.,
Suslova O.E, Turetsky A.V.
The problems of reliability of solder joints of electronic modules. Proposes the use of
specialized shakers to identify defective products
В настоящее время основным способом повышения качества и надежности
электронных модулей является проведение технологических отбраковочных испытаний.
Подсчитано, что при доле дефектности партии интегральных микросхем в пределах 0,01%
количество отказов электронных модулей, на которых смонтировано по 100 микросхем,
может составить 1%. При этом расходы на восстановление электронной аппаратуры в
процессе эксплуатации на порядок выше, чем при ее изготовлении [1].
Для определения соответствия изделий подобным высоким требованиям необходимо
проведение длительных испытаний для больших объемов выборок. Для подавляющего
большинства изделий длительность такого рода испытаний составляет несколько тысяч
часов. В современных условиях такой подход может оказаться совершенно неприемлемым,
так как повышается себестоимость изделия, увеличивается срок выпуска изделий, при
большой длительности не обеспечивается необходимая оперативность контроля надежности
изделий.
В таких случаях для выявления дефектных соединений на этапе технологической
тренировки электронных модулей применяют различные методы ускоренных испытаний.
Ускоренные испытания — вид испытаний, позволяющих оценить надежность изделия,
сократив время испытаний и увеличив интенсивность нагрузки. К ним относятся методы
термоциклирования при повышенной температуре, а также методы ускоренных
вибрационных испытаний.
Такие методики уже были разработаны по отношению к температурным
воздействиям. Это методики HASS (Highly Accelerated Stress Screens) и HALT
(HighlyAccelerated Life Test). Моделирование и описание температурных процессов
основывается на положениях, выдвинутых в свое время Аррениусом. Энергия активации —
это минимальное количество энергии, которое требуется сообщить системе, чтобы
произошла реакция. Для начала процесса, к которому можно отнести инициацию скрытого
94
дефекта, области образца с дефектом необходимо передать энергию, превышающую порог
энергий, который активирует процесс выявления дефекта. Режимы испытаний, основанные
да данном методе, приведены в стандартах IEC-60068-2-14 Na, JIS C 0025 Na, DIN EN
60068-2-14 Na, MIL-202G Method 107 G, MIL-883F Method 1010.8, EIAJ ED-7407, EIAJ ED2531A, JASO D001, EIAJED 4701JEDEC, EIA/JESD22-A110-A, IEC60068-2-66 [2].
В методах ускоренных вибрационных испытаний вероятной динамической моделью
разрушения соединения является образование усталостных трещин в местах микро- и
макродефектов и их рост до разрушения соединения.
Скорость роста трещин зависит от свойств материалов соединения, характера
прилагаемой нагрузки и внешних факторов и может быть аппроксимирована по формуле
Пэриса:
dl/dN = C(σ√π)m ,
(1)
где l— длина трещины;
N— количество циклов испытаний;
σ — напряжение в материале;
С и m — эмпирические коэффициенты.
Механические воздействия на электронный модуль, являющиеся функцией времени,
могут быть количественно оценены следующими параметрами: силой F(t); перемещением
S(t); скоростью V(t) = dS/dt; ускорением V(t) = d2S/dt2 и спектром колебаний P(t). При
испытаниях на вибрационные воздействия задают форму вибрации F(t), амплитуду А или
перегрузку g.
Основной причиной появления трещин в паяном соединении является воздействие
переменного напряжения σm . Число циклов до появления трещины зависит от величины
возникающего механического напряжения. Усталостная прочность определяется только
амплитудным значением σm и не зависит от закона его изменения во времени и частоты
колебаний. Проводя многократные испытания, можно определить число циклов N, которое
выдерживает
Образец до разрушения, в зависимости от величины σm цикла. Напряжение σm
называют пределом усталости, при котором деформация остается упругой и образец не
подвергнется разрушению при любом количестве циклов. При σm> σ-1 общее число циклов
до разрушения произойдет за время:
где T, f –период и частота воздействующих колебаний.
Для различного рода материалов существуют диаграммы усталостных напряжений,
по которым можно определить число циклов, которое может выдержать материал при
возникновении в нем определенного напряжения.
Процесс проведения ускоренных виброиспытаний заключается в следующем: на
электродинамическом стенде закрепляют опытный образец электронного модуля, на
который устанавливают один или несколько датчиков, дополнительный датчик
устанавливают на плиту стенда для отслеживания параметров вибрации. По данным
датчиков, установленных на образце, оценивают его реакцию на воздействие вибрации.
Стенд формирует механические воздействия заданной частоты и амплитуды. В соответствии
с программой проведения испытаний задаются параметры механических воздействий, с
помощью которых имитируются реальные условия эксплуатации. После проведения
испытаний оценивается состояние образца и проверяется его работоспособность. Для
большего ускорения процесса испытания может применяться и термоциклирование. В работе
[3] предлагается структура испытательного стенда для определения надежности паяного
соединения.
95
Таким образом, применение ускоренных вибрационных испытаний электронных
модулей на электродинамических стендах позволяет достаточно быстро выявить дефектные
монтажные соединения, при этом сокращаются время и стоимость испытаний.
Литература
1 М.И. Горлов, В.А. Емельянов, Д.Л. Ануфриев. Технологические отбраковочные и
диагностические испытания полупроводниковых изделий. Минск: Белорусская наука, 2006.
2 Кашапов М. Ускоренные вибрационные испытания. Технологии в электронной
промышленности, №3, 2010, С.50-53
1. И.А. Лозовой, А.В. Турецкий Подсистема испытания паяных соединений
электронных компонентов на механические воздействия // Радиотехника 2012. №8 С. 80-84.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЦЕЛОСТНОСТИ СИГНАЛОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Хорошайлова М.В.
(ВГТУ; ОАО «НИИЭТ»)
Ensure the integrity of signal in design high-performance computing devices. Muratov
A.V., Horoshaylova M.V.
Consider the development and implementation IBIS-models for high-frequency large-scale
integrated circuits (VLSI). The expediency IBIS modeling digital devices.
Постановка задачи. Учет паразитных эффектов, конфигурирование микросхемы для
получения правильных состояний на выходах, точное определение высокоскоростных
передаточных характеристик и данных, изменяющихся в процессе её функционирования –
целесообразность разработки IBIS-модели (I/O Buffer Information Specification –
Спецификация буфера ввода/вывода информации).
Отечественные разработчики микросхем не предоставляют такие модели для
разрабатываемых ими элементов, хотя, с учетом разработок (достигающих сотни мегагерц)
подошли к этой проблеме. В этой связи возникают задачи, во-первых, создания таких
моделей для отечественных компонентов и, во-вторых, включения их в системы
моделирования устройств на печатных платах.
IBIS-модели используются для анализа целостности сигналов и перекрестных
искажений в цифровых печатных платах (ПП).
IBIS-модели получаются на основе вольтамперной характеристики для различных
логических состояний выводов по постоянному току, паразитных параметров корпуса и
передаточных характеристик на идеальной резистивной нагрузке. Такой подход означает,
что получить IBIS-модель можно либо выполнив ряд тестовых измерений при
соответствующих условиях, либо выполнив полное SPICE-моделирование внутренней схемы
устройства.
Реализация задачи. Ниже приведен пример поэтапного создания моделей на основе
результатов измерений и обработки характеристик реальных микросхем:
1) Анализ микросхемы:
- температурного диапазона, технологических разбросов, определение диапазона
напряжений питания;
- выбор требуемой версии. Так как в модели используются номинальные,
минимальные и максимальные значения параметров, то на данном шаге определяют, при
каких условиях наблюдаются эти значения соответствующих параметров схемы.
96
Традиционно анализ выполняется при разных питающих напряжениях, температурах
среды.
2) Измерение требуемых наборов статических и динамических характеристик
входных цепей и выходных каскадов данной микросхемы при обеспечении на входах и
выходах требуемых логических состояний.
3) Выбор минимальных и максимальных значений для значений Pulldown, Pullup,
Ramp (эти значения получают на основе проведенных измерений ВАХ). Как правило,
значения для R_pkg, L_pkg, C_pkg берутся из Spice – модели, если таковые отсутствуют, то
их измеряют в специальных измерительных стендах, рассчитанных на большое количество
выводов микросхемы и учитывающие собственные паразитные сопротивления.
4) Форматирование полученных данных в соответствии с требованиями IBIS моделей.
5) Контроль правильности разработанного IBIS-файла.
Завершающим этапом в разработке IBIS-модели является проверка правильности
синтаксиса. Для этого можно использовать IBIS Development studio (IBISDS), способной
просматривать, редактировать и проверять IBIS модели в графическом или текстовом
режиме.
Для того чтобы использовать IBIS в симуляторе целостности сигналов, часто
необходимо преобразовать IBIS формат в формат понятный симулятору. IBISDS содержит
программу ibis2xtk, которая позволяет преобразовать IBIS файл для симулятора целостности
сигналов Mentor Graphics XTK
Разрабатываемая модель (IBIS-модель) предоставляет возможность описания
свойств входных и выходных цепей микросхем, требуемых при анализе целостности
сигналов, определение высокоскоростных передаточных характеристик и данных,
изменяющихся в процессе функционирования микросхемы.
Все разработанные модели могут храниться в архиве программы и могут быть
включены в системы моделирования устройств на печатных платах
Практическая значимость заключается в том, что результаты разработки моделей на
основе представленного алгоритма и с использованием математической модели позволяют
обоснованно и безошибочно учитывать паразитные эффекты, конфигурировать
высокоскоростные микросхемы для получения правильных состояний на выходах, получать
точные характеристики и данные.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЗКОПОЛОСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО ЭЛЕКТРОСЕТЯМ
Башкиров А.В., Муратов А.В., Свиридова И.В.
(ФГБОУ ВПО ВГТУ)
Requirements for the package of measures aimed at studying the effectiveness of
narrow-band data transmission technology for the power grid. Bashkirov A.V., Muratov
A.V., Sviridova I.V.
The problem of data transmission over the power grid today, is one of the most important
component of the noise immunity and decided on the basis orthogonal frequency division
multiplexing.
Проблема исследования PLC-технологии с использованием OFDM модуляции, на
сегодняшний день, является актуальной практически для всех современных технических
систем. На основе PLC-технологии возможно значительно увеличить пропускную
способность канала связи [1].
PLC – технология – это телекоммуникационная технология, основывающаяся на
использовании силовых электросетей для высокоскоростного обмена информации.
97
Ученые уже давно проводят эксперименты по передаче данных по электросетям, но у
данной технологии есть свои недостатки, такие как низкая скорость передачи и слабая
помехозащищенность. В процессе развития узкополосной PLC-технологии использовались
разные виды модуляции сигнала, каждая из которых имеет свои недостатки и достоинства. В
настоящее время можно выделить следующие виды: двоичную фазовую манипуляцию,
частотную
манипуляцию,
частотную
манипуляцию
с
расширением
спектра,
дифференциальную кодовую манипуляцию, мультиплексирование с ортогональным
частотным разделением. В конечном счете, вид используемой модуляции определяет
скорость и надежность передачи данных, а также сложность реализации компонентов и
соответственно их стоимость [1].
Чтобы достичь наиболее приемлемой достоверности информации используют
модуляцию с расширением спектра, которая обеспечивает более надежную передачу данных
в условиях нестабильности параметров канала связи. Недостаток данного вида модуляции –
это низкая скорость передачи данных и слабая помехоустойчивость для использования в
нестабильных сетях.
Для того чтобы существенно увеличить пропускную способность канала связи и
соответственно многократно расширить функциональные возможности автоматизированных
систем, необходимо обратить повышенное внимание к технологии на основе модуляции
OFDM. OFDM-модуляция - это метод передачи данных, при котором высокоскоростной
поток данных разделяется на несколько низкоскоростных потоков, каждый из которых
передается на отдельной поднесущей с последующим объединением данных.
Модулирование каждой из поднесущих происходит либо с использованием
двухпозиционной фазовой манипуляции, либо с использованием квадратурной амплитудной
модуляции. Из этого следует, что формируется одновременная передача нескольких
параллельных каналов. При изменении вида модуляции каждой из поднесущих, возникает
возможность адаптации к параметрам канала связи и это является главным достоинством
OFDM-модуляции. Таким образом, при наличии помех скорость уменьшается, а при их
отсутствии или снижении уровня, увеличивается. Также, некоторые из поднесущих можно
отключать только в том случае, если в этих частотных диапазонах имеются импульсные
помехи. OFDM-метод, обеспечивает высокую помехоустойчивость и надежность благодаря
возможности адаптироваться к параметрам канала. Если сравнивать OFDM-метод с
методами FSK, S-FSK и DCSK, то OFDM-метод является более выгодным для его
использования в узкополосной PLC-технологии [2].
Присутствует ряд плюсов и минусов OFDM-модуляции именно в узкополосной
PLC-технологии. Недостатки OFDM-модуляции:
- высокая стоимость оборудования по сравнению с другими более известными и
простыми методами модуляции;
-требуется расширение диапазона линейной передаточной характеристики
выходного усилителя мощности, так как OFDM-сигнал во временной области имеет
неравномерную огибающую.
Все эти недостатки приводят к снижению КПД усилителя, увеличению
рассеиваемой мощности, ужесточению требований к источнику питания, увеличению
размеров и повышению стоимости кристалла. Но также следует отметить, что при
использовании узкой полосы частот для PLC-связи, некоторые из недостатков пропадают.
Рассмотрим достоинства PLC-технологии по сравнению с существующими технологиями
передачи данных:
- наличие сети кабельного телевидения или телефонной сети не обязательно и,
поэтому, не требуются дорогостоящие работы, связанные с прокладкой дополнительного
кабеля;
- предоставление услуг обеспечивается практически во всех местах, где есть
электропроводка;
98
- не требует начальных денежных вложений;
- предоставляет не только высокоскоростной доступ в Интернет, но и телефонной
связи;
-возможность
комплексного
предоставления
энергетических
и
телекоммуникационных услуг одним поставщиком [3].
Многие из преимуществ, позволяют успешно применять OFDM-модуляцию в
широкополосной PLC-технологии и других проводных и беспроводных технологиях.
Достаточно сложно оценить возможности существующих систем, созданных на базе
разных видов модуляции. Если принять во внимание высокую скорость передачи данных, то
возможно ориентирование на использование PLC-технологии с OFDM-модуляцией. Но при
этом всегда надо помнить, что теоретически достичь высокой пропускной способности
можно только при очень низком уровне помех и качественных параметрах канала связи.
Кроме того, не стоит забывать, что при использовании помехоустойчивого кодирования
скорость снижается [4].
Нельзя не отметить, что в последние годы PLC-технология успешно развивается. Это
подтверждается устойчивой работой систем в уже реализованных проектах на территории
некоторых европейских стран. И можно с уверенностью считать, что у PLC-технологии
хорошие перспективы внедрения в интеллектуальные автоматизированные системы учета.
По мере совершенствования PLC-технологий и решения многих пока еще существующих
проблем эта технология может стать доминирующей при реализации масштабных
интеллектуальных электроэнергетических сетей.
Литература
1. Kevin Jones & Christos Aslanidis. DCSK Technology vs. OFDM Concepts for PLC
Smart Metering. — Renesas, March 2009.
2. А.В.Никифоров. Технология PLC - телекоммуникации по сетям электропитания//
«Сети и системы связи».- 2002.- №5.
3. http://www.russianelectronics.ru/developer-r/review/2191/doc/53204/
4. Башкиров А.В., Калинин Ю.Е., Остроумов И.В., Муратов А.В., Свиридова И.В.
Перспективы
использования
OFDM-модуляции
в
многосегментной
PLC-сети.Радиотехника.- 2014г.
ОСОБЕННОСТИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ЭМС ДЛЯ СИСТЕМ С
ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫМИ СИГНАЛАМИ
Остроумов И.В., Ромащенко М.А.
(ФГБОУ ВПО ВГТУ)
Requirements to the complex of the actions directed on the solution of problems of
electromagnetic compatibility, with use of fazomanipulirovanny signals. Ostroumov I.V.,
Romashchenko M.A.
The problem of ensuring electromagnetic compatibility, today, is one of the most important
components of radio-electronic protection and decides on the basis of the technical and
organizational events held at all stages of life cycle of radio-electronic means.
Проблема обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС), на сегодняшний
день, является одной из наиболее важных составляющих радиоэлектронной защиты и
решается на базе технических и организационных мероприятий, проводимых на всех этапах
жизненного цикла радиоэлектронного средства (РЭС). К техническим мероприятиям можно
отнести усовершенствование технических характеристик РЭС, влияющих на их ЭМС с
99
другими РЭС. К организационным относятся мероприятия, направленные на регламентацию
условий совместного применения РЭС по условиям ЭМС, т.е. установление необходимых
разносов РЭС по:
- частоте;
- территориальному размещению;
- секторам направленности антенн и времени работы.
Разработка технических и организационных мероприятий проводится на основе
результатов решения ряда задач, направленных на оценку состояния ЭМС в конкретной
электромагнитной обстановке, определение значений параметров РЭС, обеспечивающих их
ЭМС с другими РЭС и расчет норм, на основе которых осуществляется частотный и
территориальный разнос РЭС.
Основной задачей, решаемой при обеспечении комплекса технических мероприятий
обеспечения ЭМС, выступает нормирование технических характеристик РЭС, влияющих на
ЭМС, так как при проектировании любого РЭС, достигаемая цель представляется в виде
извлечения наиболее высоких эксплуатационных характеристик.
Методологической основой при разработке содержания первых нормативных
документов в области ЭМС были математико-статистические методы экспертных оценок,
которые оставляли открытым вопрос о соответствии выработанных решений по требованиям
к техническим характеристикам РЭС оптимальным значениям [1]. В настоящее время
требования по ЭМС к техническим характеристикам РЭС, во многом определяются
технически достижимыми значениями [2]. Тем не менее актуальной является задача
теоретического обоснования требований к техническим характеристикам РЭС в целях
определения достижимых значений параметров, влияющих на ЭМС, и их сравнение с
существующими уровнями на текущем этапе развития технологии.
В комплексе решения задач обеспечения ЭМС организационного характера,
параметры используемого радиосигнала, методы его формирования и обработки
используются в качестве исходных данных:
- в задаче оценки попарной совместимости РЭС;
- в задачах оценки состояния ЭМС в группировке (территориальном районе);
- в задаче расчета норм частотно-территориального разноса (ЧТР) РЭС;
- также задачи разработки мероприятий по обеспечению ЭМС.
В методическом обеспечении решения этих задач параметры радиосигналов
используются в конечном счете для определения соотношения уровней полезного сигнала и
помехи на выходе приемника и оценки допустимости полученных соотношений мощности,
то есть для вычисления соотношения сигнал/помеха, для вычисления защитного отношения
(ЗО) сигнал/помеха в основной полосе пропускания приемника, а также для вычисления
допустимого отношения сигнал/помеха при различных значениях отстройки несущей
частоты помехи от рабочей частоты приемника.
Анализ существующего методического обеспечения решения задач ЭМС в рамках
технических и организационных мероприятий показывает, что для систем, использующих
фазоманипулированные сигналы, с целью учета их особенностей подлежат
совершенствованию следующие методики:
- методика определения необходимой ширины полосы частот;
- методика формирования ограничительной линии внеполосных излучений;
- методика определения защитных отношений сигнал/помеха;
- методика определения ослабления мощности радиопомехи за счет ее отстройки по
частоте.
В том или ином виде результаты данных методик используются при решении других
задач обеспечения ЭМС, таких как задача оценки помехоустойчивости РЭС, задача анализа
состояния и выработки мер обеспечения ЭМС РЭС в группировках, задача расчета норм по
частотно-территориальному разносу и др. [3].
100
Литература
1 . Владимиров В.И., Докторов А.Л. Электромагнитная совместимость
радиоэлектронных средств и систем/ Под ред. Царькова Н.М. – М.: Радио и связь, 1985, - 272
с.
2 . Гуревич М.С. Спектры радиосигналов. – М.: Госиздатлит по вопросам связи и
радио, 1963. – 311 с.
3 . Князев А.Д. Элементы теории и практики обеспечения электромагнитной
совместимости радиоэлектронных средств – М.: Радио и связь, 1984. – 336 с.
НИЗКИЕ И ВЫСОКИЕ ЧАСТОТЫ ДЛЯ СТЕРЕО СИСТЕМЫ
Глотов В.В.
(ФГБОУ ВПО ВГТУ)
Low and high frequencies for stereo system. Glotov V.V.
Provision of reliability radioelectronic facilities are pawned in stage of their initial
designing. The Problem delivered in work, speedup of this stage at modeling of the mechanical
processes at observance required givenned conditions.
Современные аудио частоты усилителя обеспечивают плоскую частоту по всем
звуковом диапазоне от 16 Гц до 20 кГц. Чтобы получить наилучшее воспроизведения звука
мы должны добавлять глубину звука - низкие частоты. Поэтому низкочастотные примечания
должны быть усилены более высокочастотных частот. Для удовлетворения индивидуального
вкуса, а также компенсировать влияние шума, предоставление низких и высоких частот
производится с объединением контроля и упоминается как регулирование тембра.
Схема для низких и высоких частот контроля, показанном на рисунке является
достаточно простым и эффективной. Эта схема предназначена для любой стереосистеме.
Здесь источник питания 12 вольт постоянного тока, который может быть использован от
источника питания самой стереосистеме. Вход для схемы принимается с выхода этапа
предусилителя для левого, так и правого канала стереосистемы.
Регулятор напряжения VR1 (10 кОм) последовательно с конденсатором C4 формирует
регулятор высоких частот. Когда ползунок регулятор VR1 находится на нижнем конце, то
минимум высоких частот сигнала развивается на нагрузке. Когда ползунок перемещается
вверх, то все больше и больше высоких частот сигналов снимают. Самая высокая точка
является высокими частотами. Бас будет сокращен, если емкостное сопротивление
последовательно с сигнала увеличивается. Таким образом, когда ползунок потенциометра
VR2 находится на верхнем конце, конденсатор C1 замкнут, и сигнал поступает
непосредственно на следующей стадии, минуя конденсатор С1. Следовательно, бас имеет
ослабление на ноль, и это называется усиление басов. Когда ползунок находится на самом
101
низком пределе, конденсатор С1 эффективно параллельно с регулятором VR2. В этом
положении, бас будет иметь максимальное ослабление. Усиление баса является
эффективным от ± 15 дБ до 16 Гц. по сравнению с выходом на частоте 1 кГц. Высоких
частоты также эффективны на ту же частоту в 20 кГц, по сравнению со значением на 10 кГц.
После сборки схемы, мы можем проверить производительность низких и высоких
секций следующим образом:
1. Установите ползунок регуляторов напряжения в их середине позиций.
2. Установите регулятор громкости стерео системы в середине уровне.
3. Установить ползунок в положении оптимальный звуковой эффект.
Эта схема может быть легко собрана с использованием платы общего назначения.
ОБЗОР МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ И ПОДАВЛЕНИЯ СРЕДСТВ МОБИЛЬНОЙ
СОТОВОЙ СВЯЗИ
Панычев С.Н., Питолин В.М., Самоцвет Н.А., Серегин А.А
(ФГБОУ ВПО ВГТУ; Центр системных исследований и разработок, филиал ОАО «НТЦ
РЭБ»)
Review of methods of detection and suppression of mobile cellular communication
devices. Panuchev S.N., Pitolin V.M., Samocvet N.A., Seregin A.A.
The purpose of this article is to provide a brief overview of existing methods for the
detection and suppression of mobile cellular comminication devices and to formulate proposals on
ways to fight the unauthorized use of mobile communication.
В задачах конструирования, испытания и оценки эффективности использования
средств обнаружения и подавления мобильной сотовой связи необходимо учитывать
достоинства и недостатки применения различных методов и средств. Формализация
способов радиоэлектронного подавления в диапазоне частот сотовой связи необходима для
выбора наиболее подходящего метода, учитывая особенности среды применения и категории
субъекта подавления.
Актуальность
темы
обусловлена
существенными
недостатками
техники
радиоэлектронного подавления и блокирования средств мобильной сотовой связи, в связи с
чем их применение является невозможным ввиду ряда факторов. Основными их
недостатками являются:
 ограниченная зона действия блокираторов;
 создание непреднамеренных радиопомех санкционированным пользователям
мобильной связи и другим техническим средствам;
 облучение персонала организаций СВЧ-излучением блокиратора.
Технические и юридические требования к блокираторам:
 скрытный характер вывода из эксплуатации нежелательного сотового
радиотелефона на заданное время;
 минимум вредного воздействия излучений блокиратора на средства электроники,
связи и электротехники;
 обеспечение санитарных норм на уровне СВЧ излучений для обеспечения
безопасности персонала;
 обеспечение требуемой пространственной зоны блокирования за пределами этой
зоны;
 обеспечение радиоэлектронного подавления мобильных радиотелефонов в заданное
время и в заданном пространстве с вероятностью P  0,95 ;
102
 исключение из числа объектов воздействия легальных абонентов, которым по
Конституции гарантировано право общения с использованием технических средств.
Способы радиоэлектронного подавления мобильных радиотелефонов.
В настоящее время получили распространение и развиваются следующие способы
борьбы с сотовой связью (рисунок 1):
Рисунок 1 – Способы борьбы с сотовой связью
Простые по устройству свип-генераторы реализуют быструю перестройку по частоте
гармонического сигнала в заданной полосе частот (в частоте работы приемника мобильного
телефона). Однако такие устройства характеризуются низкой эффективностью. Они не
нашли широкого применения в специализированных учреждениях, хотя выпускаются
серийно рядом фирм.
Импульсные излучатели генерируют кратковременные импульсы, которые имеют
ширину спектра:
1
(1)
F  ,
tи
где tи – длительность импульса.
Импульсы наносекундной длительности обеспечивают перекрытие частотного
диапазона работы, которые используют средства всех стандартов сотовой связи. Однако
достаточная для эффективного радиоподавления мощность импульсов должна быть очень
велика: десятки и сотни киловатт, что сложно реализовать технически. По этой причине этот
способ также не нашел широкого применения на практике.
Шумовые генераторы наиболее часто применяют в специальных учреждениях.
Специализированные генераторы шума приспособлены для решения задачи временного
блокирования сотовых телефонов. В большинстве случаев блокиратор представляет собой
генератор широкополосных радиопомех. Он создают заградительную по частоте помеху во
всем диапазоне работы системы сотовой связи. Процесс блокирования сводится к постановке
шумовых или маскирующих речеподобных помех по основному каналу приема приемника
радиотелефона с помощью широкополосного генератора шума.
Работа таких блокираторов сопряжена с недостатками:
 создаются помехи сторонним средствам: телевизорам, компьютерам, средствам
сигнализации, телефонам и т.д.;
 невысокая дальность действия – единицы и десятки метров. В помещениях из-за
ослабления радиоволн при прохождении через стены и препятствия, реальная дальность их
действия значительно уменьшается;
 увеличение мощности генераторов шумовых помех для увеличения дальности
блокирования приводит к созданию недопустимого высокого уровня мощности излучений,
опасного для здоровья людей. При этом также возникают нежелательные помехи
электронным средствам.
Несмотря на перечисленные недостатки, этот тип шумовых блокираторов нашел
самое широкое применение в различных учреждениях. Это объясняется относительной
простотой аппаратуры блокираторов.
Средства разведки и подавления мобильных телефонов стандарта EGSM.
103
Наиболее эффективными и дешевыми устройствами блокирования сотовой связи
являются генераторы радиопомех с ручным управлением, которые обеспечивают создание
заградительной шумовой помехи в диапазоне частот работы базовых станций
соответствующего стандарта, то есть на частотах приема мобильных телефонов сотовой
связи (рисунок 2).
Рисунок 2 – Спектр помехи блокиратора сотовой связи стандарта GSM – 900
Наиболее перспективными
изображенной на рисунке 3.
являются
устройства,
построенные
по
схеме,
Рисунок 3 – Схема подавления средств сотовой связи с шумовой частотой модуляцией
Генератор помех включает: высокочастотный генератор (ГВЧ) на базе управляемого
напряжением генератора, генератор линейно изменяющегося (пилообразного) напряжения
(ГЛИН), полосовой фильтр, (ИНШ) источник низкочастотных помех, усилитель мощности,
согласующие устройство и антенну.
Наиболее перспективными, хотя и наиболее сложными и дорогими являются
блокираторы, основанные на применении мобильных базовых станций. Однако их
применение требует решения ряда юридических проблем. Это обусловлено тем, что
симуляторы базовых станций обслуживают легальных абонентов и исключают
обслуживание запрещенных абонентов. В системе возможны сбои в определении категории
абонента, что несет за собой нежелательные юридические последствия.
Таким образом, формализация методов подавления сотовой связи позволила, вопервых, повысить качество обоснования путей развития и конструирования данных средств,
во-вторых, систематизировать эти методы, что значительно снижает трудоемкость изучения
подходов к их реализации.
Результаты данной статьи целесообразно использовать в качестве справочной
информации для проведения в дальнейшем технико-экономического обоснования
оптимального выбора техники подавления средств мобильной сотовой связи по показателю
эффективность-стоимость.
Литература
1 Булычев О.А., Ярославцев Д.А. Разработка устройств блокирования работы
мобильных телефонов стандарта GSM, используемых для негласного съема информации//
Сб. научных трудов Воронежского авиационного инженерного университета, Воронеж, 2008,
c. 34-38.
104
2 Авдеев В.Б., Булычев О.А, Катруша А.Н., Козачок Н.И., Матейко В.В., Рудаков
В.Н. Методы и средства блокирования радиотелефонов систем сотовой и транкинговой связи
// Телекоммуникации, 2006, № 5, с. 16 – 20.
ОСОБЕННОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВЫЧИСЛЕНИЙ ПРИ
МОДЕЛИРОВАНИИ ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫХ НИЗКОПЛОТНОСТНЫХ КОДЕКОВ
В ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМАХ
Науменко Ю.С.
(ФГБОУ ВПО ВГТУ)
Features provide the processing power in the simulation of noise-resistant Low –
Density codecs in heterogeneous systems. Naumenko Y.S.
The problems of providing performance calculations performed in the simulation of lowdensity correction coding example software implementation in accordance with the open standard
OpenCL decoding iterative belief propagation algorithm (BP). As the main problem deals with the
problems of speed limits interaction with the host of the computing device and a random access
memory. As the solutions proposed to minimize the levels of host communications - computing
device, and the use of caching.
Неотъемлемым этапом разработки современных систем связи является этап
моделирования отдельных модулей системы с целью оценки и прогнозирования ее
характеристик, для приведения их к определенному компромиссу. Частной проблемой при
этом
является
проблема
выбора
разработчиками
оптимальной
системы
кодирования/декодирования и выбора конкретных кодеков, в условиях множества
ограничений как со стороны аппаратуры, на которой его планируется реализовывать так и с
точки зрения требований к комплексу в целом. Это, в свою очередь, требует значительных
временных затрат на предварительное моделирование кодеков на ЭВМ при оценке их
характеристик [1,3].
Подходом к решению проблемы уменьшения временных издержек на процесс
моделирования является использование незадействованных ресурсов гетерогенных ЭВМ,
при расчетах: помимо ресурса центрального процессора (англ. central processing unit, CPU),
вычислительных ресурсов графического процессора (англ. graphics processing unit, GPU).
При достаточной параллелизуемости моделирующих алгоритмов, вычисления на GPU
оказываются менее затратными с точки зрения временного ресурса [2,3].
В работе [3] рассматривалась проблема коммуникационных взаимодействий уровней
хост – вычислительное устройство. В данной работе рассмотрим вторую основную проблему
– проблему случайного доступа к памяти и высокой латентности глобальной памяти.
Для рассмотрения этого вопроса обратимся к модели памяти, предусматриваемой
стандартом OpenCL (рис. 1) [4].
В соответствии с данной моделью, основными проблемами являются:
• доступ к глобальной памяти как таковой, так как он сопряжён с большими
задержками и низкой скоростью;
• проблемы случайного доступа к памяти – задержки при одновременном обращении
нескольких процессорных элементов (П.Э.) к одной ячейке памяти (коллизии) (рис. 2);
• применение кэширования – копирования в более быстродействующую память часто
используемых блоков медленной памяти.
В рамках работы [5-6] применялись процедуры кэширования. Выигрыш от
применения процедур кэширования некоторых переменных соответствует графику рис. 3.
105
Вычислительное устройство
Вычислительный блок 1
Закрыт.
память 1
П.Э. 1
∙∙∙
Закрыт.
память M
П.Э. M
Вычислительный блок N
∙∙∙
Локальн.
память 1
Закрыт.
память 1
П.Э. 1
∙∙∙
Закрыт.
память M
П.Э. M
Локальн.
память N
Глобальная / константная память и кэш данных
Глобальная память
Константная память
Память вычислительного устройства
Рис. 1. Модель памяти в соответствии со стандартом OpenCL
П.Э.
П.Э.
Память
П.Э.
Память
Конфликтов:
0 1 0 0 1
Память
а)
б)
Рис. 2. Конфликты доступа к памяти: а) бесконфликтный доступ; б) коллизии
Рис. 3. Выигрыш от применения процедур кэширования
На рис. 3. Tкэш – время декодирования с применением процедур кэширования, а Tне кэш
– время декодирования без использования процедур кэширования. Декодирование
производилось в 10 итераций алгоритма BP и 3408 симуляций на одно значение SNR (всего
моделировалось 10 значений SNR: от 0,1 до 2,5 с разрешением 0,25 дБ). В качестве
вычислительного устройства использовался графический ускоритель Radeon HD 5770 (800
потоковых процессоров частотой 850МГц).
Таким образом, главными проблемами моделирования помехоустойчивых кодеков в
106
гетерогенных системах являются проблемы малой пропускной способности соединительной
шины хост - вычислительное устройство, проблемы произвольного доступа к памяти и
высокой латентности глобальной памяти. В рамках решения первой проблемы предлагается
придерживаться принципов минимизации коммуникаций уровней хост – вычислительное
устройство, а в рамках проблем доступа к памяти – придерживаться принципов
минимизации дорогостоящих обращений к медленной памяти и применение процедур
кэширования.
Литература
1. Науменко Ю.С., Башкиров А.В., Климов А.И., Муратов А.В., Цымбалюк В.С.
Перспективы моделирования параметров алгоритмов помехоустойчивого кодирования с
высокой степенью параллелизма при помощи аппаратной платформы на базе GPU.
Радиотехника. 2013. № 12. С. 26-29.
2. Науменко Ю.С., Башкиров А.В. Стандарты применения кодов с малой
плотностью проверок на четность // Современные проблемы радиоэлектроники: труды
всероссийской науч.-техн. конф. Красноярск. 2013. С. 420-421.
3. Науменко Ю.С. Проблемы моделирования помехоустойчивых кодеков в
гетерогенных системах. Радиотехника. 2014. № 3. С. 80-82.
4. Khronos OpenCL Working Group. “The OpenCL Specification”. Version: 2.0.
Document Revision: 19. 11/14/2013. – 283 p.
5. Науменко Ю.С. Массивные параллельные вычисления в гетерогенных системах
при моделировании низкоплотносных кодеков. Радиотехника. 2014. № 6. С. 43-46.
6. Науменко Ю. С. Среда ускоренного моделирования помехоустойчивых
низкоплотностных кодеков в гетерогенных вычислительных системах. Научно-техническая
конференция молодых учёных и специалистов Воронежской области в сфере
промышленности и высоких технологий. Научная конференция студентов, аспирантов и
молодых ученых, 16-17 апреля 2014 года. Сборник докладов.– Воронеж: Воронежский
ЦНТИ – филиал ФГБУ «РЭА» Минэнерго РФ, 2014. С. 163-166.
ПРОГРАММА СИНТЕЗА СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ
РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
Громов И.Ю., Кожевников А.М.
(НИУ ВШЭ)
Program of thermal regime systems optimization for radio electronic devices. Gromov
I.Y., Kozhevnikov A.M.
This paper presents program of a method that allow to extend computer-aided design of
radio-electronic devices and to automate choosing process of thermal regime and temperature
control systems for electronic chips and entire device. That process both structural and parametrical
optimization is determined as a thermal regime system synthesis. We consider various classes of
on-board aerospace and mobile military devices sensitive to mass and dimension.
Тенденция развития современных электронных приборов неразрывно связана с
усложнением проблемы их охлаждения. Это объясняется непрерывным ростом плотности
рассеиваемой мощности, жесткими условиями эксплуатации и многообразием
конструктивного исполнения приборов, что в конечном итоге практически полностью
исчерпало возможности интуитивных методов проектирования охлаждающих систем.
Для выполнения требования к тепловому режиму каждого электрорадиоизделия
(ЭРИ) из состава радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) могут использоваться различные
107
системы обеспечения теплового режима (СОТР): локальные радиаторы, вентиляторы,
теплоотводящие шины, термоэлектронные элементы (ТЭМ) Пельтье, тепловые трубы (ТТ),
различные типы радиаторов и всевозможные типы нагнетателей (вентиляторов) – как
вдувающие, так и выдувающие.
Для выполнения оценки влияния СОТР на тепловое состояние РЭА и ЭРИ
предлагается метод автоматизированного синтеза систем обеспечения тепловых
режимов РЭА, который в качестве модели теплообмена использует способ электротепловой
аналогии и опирается на критерий оптимального проектирования СОТР.
В критерии учитывается отношение показателя затрат на реализацию – суммы
стоимости элементов системы СОТР, затрат на потребляемую мощность и величину массы
применяемых СОТР к производимому эффекту (качественная оценка) – отклонения
температуры на охлаждаемом элементе от заданных значений, обеспечивающих требуемую
надежность.
В качестве критерия оптимальности для блока РЭА предлагается минимум целевой
функции F:
n
n
 l

F (Q)    Ci   P  c p ,i Pi   м  c м ,i М i  
i 1
i 1
 i 1

m
m


 тн  T р , jн  k нTдн, j 2  тв  T р , jв  k вTдв, j 2 ,


j 1
j 1


(1)
где: Q = (q1, ..., qn) – вектор параметров элементов системы с ограничениями (тепловое
сопротивление, расход энергии, параметры фитиля для ТТ, ток питания для ТЭМ и т.п.); n –
количество ЭРИ с применением индивидуальных средств обеспечения теплового режима; m
– общее количество ЭРИ; λтн, λтв, λP, λм, – весовые коэффициенты важности учета видов
требований к нижнему и верхнему значениям температур ЭРИ, потребляемой мощности и
массе соответственно; kн, kв – коэффициенты запаса по температуре; Tр,jв, Tр,jн – расчетные
температуры на ЭРИ в j-м узле тепловой модели для верхнего (максимального) и нижнего
(минимального) значений температуры окружающей среды соответственно; Tдн,i, Tдв,i –
нижняя допустимая и верхняя допустимая температуры i - го ЭРИ соответственно; Pi –
мощность, потребляемая для обеспечения теплового режима i-го ЭРИ; Mi – масса средства
обеспечения теплового режима i-го ЭРИ; l, Сi – количество общих элементов обеспечения
теплового режима (например, вентилятор продува воздуха в блоке) и стоимость i – го
элемента.
Приведенный критерий отражает наилучшее соотношение цены и качества создаваемой
СОТР,
т.к.
выражение
(1)
можно
представить
в
виде:
n
n
1
 l

F (q)    Ci  P  c p ,i Pi   м  c м,i М i  
,
m
m
i 1
i 1
 i 1
 
2
2

 тн  T р , jн  k нTдн, j   тв  T р , jв  k вTдв, j  
j 1
j 1


при правый множитель ЦФ:
1
m
m


 тн  T р , jн  k нTдн, j 2  тв  T р , jв  k вTдв, j 2 


j 1
j 1


является показателем качества, т.е. при уменьшении разности температур в знаменателе
дроби показатель качества увеличивается.
Требуется, чтобы выбранное решение было наиболее оптимальным с точки зрения
затрат на реализацию и стоимости применения тех или иных средств обеспечения тепловых
108
режимов, в связи с этим важной особенностью предлагаемого метода является возможность
учета целесообразности применения того или иного средства обеспечения температурного
режима для ЭРИ или для блока РЭА в целом. Это достигается с помощью оценки
индивидуального экспертно-ценового параметра – стоимости, характеризующей затраты на
применение.
Стоимость индивидуального СОТР или СОТР блока РЭА в общем виде определяется:
С  f (q ).
Математически оценка степени целесообразности изменения каждого параметра
элемента системы на текущем шаге оптимизации определяется путем выделения
соотношения относительной чувствительности целевой функции (1) к параметру СОТР и
абсолютной чувствительности стоимости СОТР к этому параметру:
 qi F
 
F qi
gi  
 C i

 qi






(2)
где: F – ЦФ (1); Сi, qi – стоимость и параметр для i-го индивидуального средства обеспечения
соответственно.
Разработан алгоритм, представляющий процесс оптимизации (см. рис 1).
Рис. 1. Подпрограмма поиска минимума целевой функции.
В процессе минимизации функции (1), на каждом шаге оптимизации анализируется,
изменение какого параметра тепловой модели наиболее эффективно влияет на уменьшение
критерия оптимальности и выбор очередного варьируемого параметра производится по
109
максимальному значению gi (2).
Под изменяемыми параметрами понимаются характеристики средств обеспечения
тепловых режимов элементов (производительность вентиляторов, тепловые сопротивления
радиаторов и ТТ, мощность ТЭМ и т.д.). В процессе оптимизации проверяется нахождение
текущих значений температур ЭРИ в допустимом диапазоне.
Неэффективные средства исключаются из системы, т.е. в результате оптимизации
происходит структурный синтез системы.
Вышеописанный алгоритм реализован в программе синтеза на языке
программирования C# в соответствии с принципами объектно-ориентированного
программирования.
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К КОМПЬЮТЕРНОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ В
СТРАТЕГИЧЕСКОМ ПЛАНИРОВАНИИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
РЕАЛЬНЫХ ИНВЕСТИЦИЙ В ИННОВАЦИОННУЮ СФЕРУ ТРАНСПОРТНОГО
КОМПЛЕКСА РОССИИ
Невелев В.А.
(НОЧУ «Институт мировой экономики»)
System point of view to computer modellin in strategis planning of effectiveness bu real
investment into innovative sphere of the Russian transport complexs.Never V.A.
The progressive development of the Russan transport complexs may be realize on the baze
of the grouth by effectiveness of real investment into its innovative of this process is the sustem
point of view to computer modelling in strategis planning.
Проблема системного подхода к компьютерному моделированию в стратегическом
планировании актуальна практически для всех хозяйственных комплектов России. До
настоящего времени транспортный комплекс продолжает оставаться «узким местом»
развития российской экономики. Это предопределяло необходимость разработки автором
методического аппарата, позволяющего поэлементно применить системный подход к
компьютерному моделированию в стратегическом планировании эффективности реальных
инвестиций в инновационную сферу транспортного комплекса России на основе
использования метода «дерева целей» и эконометрических моделей .
В качестве первого элемента рассматриваемой системы предусматривается
компьютерное моделирование в стратегическом планировании с целью определения на
длительную перспективу экономического эффекта инновационной деятельности
транспортного комплекса страны по модифицированной
эконометрической модели,
содержащей индикаторы эффекта прибыли инновационной активности деятельности
транспортного комплекса страны на последний год планового периода (млн.руб в
сопоставимых ценах) суммарного экономического эффекта деятельности транспортного
комплекса страны на последний год планового периода (млн.руб в сопоставимых ценах) и
уровня инновационной активности функционирования транспортного комплекса страны
(коэфф)
Вторым элементом рассматриваемой системы
предлагается компьютерное
моделирование в стратегическом планировании с целью обоснования на долгосрочный
период объема реальных инвестиций (инвестиций в основном капитал) в транспортный
комплекс страны с учетом инновационной активности его деятельности. Это может быть
реализовано на основе использования модифицированной эконометрической модели,
содержащей показатели объема реальных инвестиций в инновационную сферу
транспортного комплекса страны на последний год планового периода (млн руб в
сопоставимых ценах), уровня совокупного спроса транспортного, комплекса страны на
110
реальные инвестиции на последний год планового периода (млн.руб в сопоставимых ценах),
уровня совокупного предложения реальных инвестиций в транспортной комплекс страны на
последний год планового периода (млн.рб в сопоставимых ценах), суммарного объема
производства «продукции» (перевозок грузов и пассажиров) транспортного комплекса
страны в стоимостном выражении на последний год планового периода (млн.руб в
сопоставимых ценах)и уровня инновационной активности функционирования транспортного
комплекса страны на последний год планового периода (коэфф)
Третьим элементом рассматриваемой системы рекомендуется компьютерное
моделирование в стратегическом планировании с целью выявления перспективной оценки
уровня экономической эффективности реальных инвестиций в инновационную сферу
транспортного комплекса страны. Это может быть осуществлено на базе применения
модифицированной эконометрической модели, содержащей индикаторы уровня
экономической эффективности (результативности) реальных инвестиций в инновационную
сферу транспортного комплекса страны на последний год планового периода (коэфф),
экономического эффекта инновационной активности деятельности транспортного комплекса
на последний год планового периода (млн.рб в сопоставимых ценах)
Научная новизна рекомендуемых автором данных методических рекомендаций
заключается в системной подходе к компьютерному моделированию стратегическом
планировании экономической эффективности реальных инвестиций в инновационную сферу
транспортного комплекса России.
Практическая значимость данного исследования состоит в возможностях
использования метода «дерева целей» и эконометрических моделей при работе
на
персональных компьютерах «Пентиум» нового поколения с применением прикладных
программ Microsoft Exsel и Microsoft Expert. Это создает условия для системного выявления
резервов повышения экономической эффективности реальных инвестиций в инновационную
сферу в стратегическом планировании развития транспортного комплекса России.
Концептуальные положения этих методических рекомендаций апробированы автором
на 18-й Международной научно практической конференции «Актуальные проблемы
управления -2013» в Государственном университете управления (октябрь 2013 года) и на 15м Всероссийском симпозиуме «Стратегическое планирование и развитие предприятий» в
Центральном экономико-математическом институте (апрель 2014 года)
АНАЛИЗ НАЛОГОВЫХ ПОСТУПЛЕНИЙ СУБЪЕКТОВ ЮЖНОГО
ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА
Ксенофонтов А.А., Ксенофонтов А.С., Москаленко Л.А.
(Институт экономики и предпринимательства, Кабардино-Балкарский государственный
университет)
Tax revenues analysis of the subjects of the Southern Federal district. Ksenofontov
A.A., Ksenofontov A.S., Moskalenko L.A.
On the basis of a relative intensity taxation indicator is spending comparison of the subjects
of South federal district by tax loading of the subject tax incomes.
Проведем анализ интенсивности налогообложения доходов субъектов Южного
федерального округа (ЮФО) и сравнение структур налоговых доходов и занятого населения
в субъектах ЮФО в 2010 году. В расчетах использовались статистические данные,
представленные в сводных отчетах формы 1-НОМ ФНС РФ [1]. Так же в расчетах
использовались статистические данные по основным социально-экономическим показателям
[2].
Напомним, что в состав ЮФО входят следующие субъекты:
1. Республика Адыгея
111
2.
3.
4.
5.
6.
Республика Калмыкия
Краснодарский край
Астраханская область
Волгоградская область
Ростовская область
В абсолютных единицах налоговый доход по видам экономической деятельности в
субъектах ЮФО в 2010 г. представлен ниже. Видно, что всего в ЮФО в 2010 г. было собрано
353 154 330 тысяч рублей налогового дохода. Наиболее весомый вклад внесла такая отрасль
как обрабатывающие производства, налоговый доход от которой составил 82 829 926 тысяч
рублей. Среди субъектов наибольший налоговый доход принес Краснодарский край. Доля
Краснодарского края в налоговом доходе составила 40% или 142 550 763 тысячи рублей.
Далее налоговый доход ЮФО делится следующим образом: Ростовская область – 28% (98
426 960 тыс. руб.), Волгоградская область – 23% (80 862 072 тыс. руб.), Астраханская
область – 7% (22 991 789 тыс. руб.), Республика Адыгея - 1,5% (5 172 059 тыс. руб.),
Республика Калмыкия – 0,9% (3 150 687тыс. руб.). Наибольший налоговый доход по видам
экономической деятельности (ВЭД) в Краснодарском крае принесли следующие отрасли:
обрабатывающие производства – 18,0% (25 719 077 тыс. руб.), оптовая и розничная торговля
– 13,1% (18 615 282 тыс. руб.), строительство – 12,6% (18 010 057 тыс. руб.). Такой ВЭД как
сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство принес всего 4,0% (5 684 532 тыс. рублей)
налогового дохода субъекта.
Далее представлено распределение налогового дохода в ЮФО по ВЭД в 2010 г. В
абсолютных величинах наиболее развитой отраслью являются обрабатывающие
производства. Сельское хозяйство занимает лишь девятую позицию.
Используем относительный показатель интенсивности налогообложения доходов
субъектов (ОПИНдс) − величину собранного налогового дохода, отнесенную к численности
занятого населения субъекта федерального округа. Таким образом, поскольку в ЮФО входят
шесть субъектов, то имеем соответствующее количество относительных показателей
ОПИНдсi , где нижний индекс i соответствует номеру субъекта в приведенном выше списке.
Выбор этого показателя представляется закономерным, поскольку, именно, занятое
население создает облагаемый налогом доход и несет соответствующее налоговое бремя.
Доля занятого населения в общей численности населения в субъектах ЮФО варьирует в
достаточно широком интервале от 196% (Волгоградская область) до 70,2% (Республика
Калмыкия). Проведем ранжирование субъектов ЮФО по величине ОПИНдс в порядке
убывания (таблица 1).
Таблица 1. Интенсивность налогообложения доходов субъектов ЮФО в 2010 г.
Субъект ЮФО
Налоговый
доход, тыс.руб.
Численность
занятого
населения,
тыс. чел.
Волгоградская обл.
80 862 072
1229,7
65758
Краснодарский край
Ростовская обл.
Астраханская обл.
Респ. Адыгея
Респ. Калмыкия
Итого
142 550 763
98 426 960
22 991 789
5 172 059
3 150 687
353 154 330
2274
1895,8
447,4
152,5
113,8
6 113
62687
51918
51390
33915
27686
57769
112
Интенсивность
налогообложения
доходов
субъектов,
руб.
Из таблицы 4.4.2 видно, что наибольшее значение этот показатель в 2010 г. имеет
Волгоградская область (65758 рубль на одного занятого человека), а наименьшее – в
Республике Калмыкия (27686 рубля). Интенсивность налогообложения населения в этих
субъектах, различается более чем в 2 раза. Среднее значение этого показателя в ЮФО в 2010
г. составило 57769 рублей.
По величине налогового дохода субъекта можно судить о создаваемых при
производстве товаров (работ, услуг), а значит об экономической активности того или иного
субъекта РФ. Для того чтобы выяснить, как образуется налоговый доход субъекта,
рассмотрим структуру налогового дохода по видам экономической деятельности. Это
поможет в какой-то степени оценить уровень и экономическую направленность развития
субъектов в Федеральном округе.
Расчет средних значений
показателя ОПЭНдс для всего ПФО по видам
экономической деятельности позволяет оценить эффективность налогообложения по видам
экономической деятельности в целом по федеральному округу.
Литература
1. Федеральная налоговая служба www.nalog.ru .
2. Регионы
России.
Социально-экономические
показатели.
2009:
Статистический сборник / Росстат.  М., 2009.  990 с.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИФФУЗИИ ПРИМЕСИ В ТУРБУЛЕНТНОЙ
СТРАТИФИЦИРОВАННОЙ СРЕДЕ
Ксенофонтов А.С.
(Кабардино-Балкарский государственный университет)
В турбулентном потоке представляют интерес сведения об oсредненных полях
концентрации флюктуирующего поля примеси с(х,у,z,t). Воспользуемся осредненным
уравнением турбулентной диффузии:
c
c
 
c 
 ui
 D 2 c 
K ij
.
(1)
t
xi
xi 
x j 
Предпологается, что турбулентные потоки пропорциональны градиенту средней
концентрации примеси:
c
u ic    K ij
,
(2)
x j
Величина Kij является тензором второго ранга и не является физической константой.
Решение уравнения диффузии со сложными начальными и граничными условиями требуют
использования численных методов решения. Для разработки конечно-разностного аналога
уравнения (1) необходимо построить сеточную область с пространственными шагами x, у,
z. Если локальную производную заменить конечно-разностным соотношением с шагом по
времени t, вторые производные выразить через центральные разности, а первые
производные — при помощи направленных против потока односторонних разностей, тогда
конечно-разностная аппроксимация уравнения (1) в явном виде запишется следующим
образом:
Сt+ti,j,k= Сti,j,k+KLt(xx + yy)Сti,j,k + KztzzСti,j,k – 0.5 uti,j,kt[(1-u)+x Сti,j,k+(1+u)-x Сti,j,k]0.5 vti,j,kt[(1-v)+y Сti,j,k+(1+v)-y Сti,j,k]- 0.5 wti,j,kt[(1-w)+z Сti,j,k+(1+w)-z Сti,j,k]- Сti,j,kt
xx Сti,j,k=(1/x)2(Сti+1,j,k- Сti,j,k+ Сti-1,j,k);
(3)
yy Сti,j,k=(1/y)2(Сti,j+1,k - Сti,j,k+ Сti,j-1,k);
113
zz Сti,j,k=(1/z)2(Сti,j,k+1- Сti,j,k+ Сti,j,k-1);
+x Сti,j,k=(1/x)(Сti+1,j,k - Сti,j,k);  -x Сti,j,k=(1/x)(Сti,j,k- Сti-1,j,k);
+y Сti,j,k=(1/y)(Сti,j+1,k - Сti,j,k);  -y Сti,j,k=(1/y)(Сti,j,k- Сti,j-1,k);
+z Сti,j,k=(1/z)(Сti,j,k+1 - Сti,j,k);  -z Сti,j,k=(1/z)(Сti,j,k- Сti,j,k-1);
где иi,j,k ; vi,j,k ; wi,j,k ; ci,j,k — значения составляющих скорости течения и концентрации
примеси в узле сетки с индексами i, j, k; u , v , w обозначают знаки составляющих и, v, w
соответственно; xx, yy, zz - аппроксимация вторых производных;  - разность назад ; +
разность вперед; KL — коэффициент горизонтальной диффузии; Kz — коэффициент
вертикальной диффузии;  - функция источников. Явная схема (3) не является абсолютно
устойчивой. Для нее должен удовлетворяться критерий устойчивости Куранта - Леви (в
предположении х=у=z и KL=Kz):
t<x2/[KL+(|u|+|v|)x+ KL+|w|z]
(4)
Выбор пространственных шагов обусловливается размерами, геометрией области и
масштабами протекающих в нем процессов. Выбор же временного шага t предопределяется
условием (4). Задача решалась численно на кластере высокопроизводительных вычислений.
Рис 1. Вертикальный осевой разрез пятна примеси от неподвижного точечного источника на
поверхности (одно деление горизонтальной шкалы составляет 50 м, одно деление
вертикальной – 20 см).
На рис. 1 приведен результат расчета распространения пятна примеси под действием
постоянного источника, расположенного у поверхности, в морской среде при скорости ветра
на поверхности 6 м/с.
Шлейф примеси имеет сложную структуру, образованную цепочкой областей
повышенной концентрации. Более того, зоны повышенной концентрации также
неравноценны: между пятнами с высокой концентрацией обнаруживается 2-3 пятна
концентрации меньшего уровня. Пятна прослеживаются до глубины, составляющей 2/3
толщины перемешанного слоя. Такая структура имеет аналогию в природе и в моделях
данного вида получена впервые. Поле скорости рассчитывается по модели планетарного
пограничного слоя [1], коэффициенты вертикальной диффузии рассчитываются по методике
[2], коэффициент горизонтальной диффузии выбирался из масштаба процесса и составляет
КL=0.1ℓ см2/с. Численное решение тестировалось на согласование с аналитическим [1] и
были получены идентичные результаты.
Работа поддержана по госзаданию Министерства образования и науки РФ в рамках
базовой части проекта № 2337.
114
Литература
1.
Лайхтман Д.Л. Физика пограничного слоя атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970.
2.
Ксенофонтов А.С., Москаленко Л.А., Ксенофонтов А.А. Математическое
моделирование мелкомасштабной турбулентности в движущейся стратифицированной
среде. Вестник КБГУ. Серия Физические науки. Вып. 4. Нальчик 2000. С. 63-64.
ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ПЛОТИНЫ ЧЕРНОРЕЧЕНСКОГО
ВОДОХРАНИЛИЩА К ВОЗДЕЙСТВИЮ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПРИРОДНОГО,
ТЕХНОГЕННОГО И ТЕРРОРИСТИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА
Пухлий В.А., Сагайдак М.Д., Стоянов В.У., Померанская А.К.
(СНУЯЭиП, Севгосадминистрация г.Севастополя)
Estimation of stability of the dam of the chernorechensky water basin to influence of
dangerous factors of natural, technogenic and terrorist character. Puhly V. A, Sagajdak M. D,
Stoyanov V. U, Pomeranskaja A.K.
The decision of a nachalno-regional problem on hydrodynamic influence of a liquid in a
water basin and to increase of pressure upon the top side of the dam described by the wave equation
is stated. The three-dimensional problem dares a numerically-analytical method. As the analytical
the modified method consecutive приближений, stated in works of the author [4, 5] is used.
В г.Севастополе (Крым) вода является одним из основных факторов, определяющим
угрозу для безопасности жизнедеятельности населения.
Вода для г.Севастополя поступает из Чернореченского водохранилища,
представляющего собой природный водоем наливного типа 2 класса инженерной защиты,
конструктивной сейсмостойкостью 7,5 баллов по сейсмической шкале MSK-64, который
расположен в Байдарской долине на высоте 260 м над уровнем моря, в 22 км от зоны
капитальной городской застройки. Максимальный объем водохранилища – 64 млн. м. куб
сырой (талой) воды.
Земляная напорная плотина водохранилища возведена из местных природных
материалов на заглубленной подошве. На участке сопряжения фильтрационной преграды
призмы плотины с береговым склоном возвышенности Френк Даг, расположено старое
русло реки Чёрная, вследствие чего данный участок представляет зону наибольшего
градиента напора (напряжения).
Основные размеры тела плотины: длина по гребню – 1280 м; ширина по верху – 10,0
м; высота от подошвы – 36,0 м.
Для Чернореченской плотины потенциальную угрозу представляют разрушения
(прорыв) тела плотин в результате воздействия природных сил (землетрясений, ураганов,
ливней, разливов), а также техногенных аварий, вызванных действиями людей (взрывом
плотины, природных дамб).
Последствиями гидродинамических аварий являются:
– разрушение или повреждение гидроузлов и кратковременное или долговременное
прекращение выполнения ими своих функций;
– поражение людей и разрушение сооружений волной прорыва, создаваемой в результате
разрушения гидродинамических сооружений, имеющую высоту до 100 м и скорость
движения от 3 до 25 км/ч (для горных районов до 1000 км/ч);
– катастрофическое затопление обширных территорий.
1. Гидродинамическое воздействие жидкости в водохранилище при
сейсмической нагрузке. Движение жидкости в водохранилище и повышение давления на
верхнюю грань плотины описывается волновым уравнением:
115
 2  2
  2
,
(1)


x 2 y 2 M B t 2
где  – потенциал скоростей; ρ – плотность воды; M B – модуль упругости воды.
Потенциал скорости записывается следующим образом:

d
;
u
dx


где u 
v
d
,
dy
(2)
u  v
и v
– вертикальная и горизонтальная скорости жидкости.
t
t
Гидродинамическое давление жидкости Р связано с потенциалом скоростей
следующим соотношением:
P

.
t
(3)
Начальные условия примем однородными:
( x , y,0)
 0.
t
( x , y,0)  0 ;
(4)
Граничные условия могут быть любыми, в частности:
 

 0 (условия симметрии).
x y
Свободная поверхность жидкости в водохранилище считается неподвижной и при
условии, что Р = 0, граничное условие запишется следующим образом:
 СВ  0 .
(5)
По контуру плотины, исключая свободную поверхность, задаются скорости движения
воды по нормали к контуру. По основанию плотины эти скорости определяются заданным
законом перемещения основания, а по верховой грани плотины – скоростями движения
грунта, определяемыми при совместном параллельном расчете системы «плотинаводохранилище».
В сформулированном виде мы приходим к трехмерной начально-краевой задаче
математической физики [3].
На первом этапе используя процедуру конечных разностей приходим к системе
конечно-разностных уравнений следующего вида:
d 2  ij
dt
2

M B Q ij
ij
,
(6)
где Q ij – расход жидкости, вытекающей из рассматриваемого элемента; ij – площадь
данного элемента.
Уравнения (6) представляют собой обыкновенные дифференциальные уравнения 2-го
порядка, в общем случае с переменными коэффициентами.
На практике, как правило при решении уравнений (6) используется метод конечных
разностей. Здесь построено аналитическое решение уравнений (6), представленное в работах
автора [4, 5].
Решение системы уравнений (6) получено на основе модифицированного метода
последовательных приближений [4, 5]. В соответствии с методом система уравнения (6)
записывается в нормальной форме Коши:

dX m m
  A  ,m X   X m (m = 1, 2, … m*).
(7)
d
v 1
Решение системы уравнений (7), полученное модифицированным методом
последовательных приближений имеет следующий вид:
116
m*

  m

X m   C 
   X m , , n  .
 1
n 1
 (  m)!

(8)
n
X m,,n      .
(9)
 0
Здесь μ – номер фундаментальной функции; C  – постоянные интегрирования.
В выражении (9) функции   определяются через смещенные полиномы Чебышева
Tk* () следующим образом:
– при η = 0


n  j1
 a
 0   t m,,n , j d n  j1 (n  j  1)!
j1
1
k 0
k
Tk* () ;
(10)
– при η ≠ 0

1

 0   t *m,,n , j d n  j21 n  j  2    1 !
1
n  j 2   1
a
j1
k 0
k
Tk* () .
(11)

Коэффициенты t m , ,n , j и t m,,n , j определяются через коэффициенты предыдущего приближения
по рекуррентным формулам:
s
q
r
– при η = 0: t m,,n , j    b v,m,r t v,,n 1, j r (n  j  1) 1  (n  j  1   ) ;
v 1 r  0
s
 0
q
– при η ≠ 0: t m,,n , j   b v,m,r  t v,,n 1,,( jk ) (n  j  2    1 ) 1 
v 1 r 0
r
s
q
  (n  j  2    1   )    v,m,r  t v,m,( n 1),( 1),( jk 1) .
 0
v 1 r 0
В дальнейшем, удовлетворяя начальным условиям, получим систему однородных
алгебраических уравнений относительно произвольных постоянных C  , решение которой и
определит спектр значений безразмерных частот  m .
Следует отметить, что разностная схема для решения уравнения (1) устойчива при
выполнении критерия Неймана:
x min
,
t 
2 MB 
где x min – минимальный из шагов x i и y i .
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и субъекта РФ
г.Севастополя в рамках научного проекта №14-48-01043 код р_юг_а.
Литература
1. Шейнин Н.С. Колебания конструкций гидросооружений в жидкости. – Л.: Энергия,
1967. – 313 с.
2. Шульман С.Г. Сейсмическое давление воды на гидротехнические сооружения. –
М.: Энергия, 1970. – 193 с.
3. Пухлий В.А. Численные методы. Теория и практикум в среде MATLAB. Том I. –
Севастополь: Изд-во «Черкасский ЦНТЭИ», 2007 – 412 с. Том II. – Севастополь: Изд-во
«Черкасский ЦНТЭИ», 2008. – 742 с.
117
4. Пухлий В.А. Метод аналитического решения двумерных краевых задач для систем
эллиптических уравнений. – Журн. вычисл. матем. и матем. физики, 1978, том 18, №5,
с.1275-1282.
5. Пухлий В.А. Об одном подходе к решению краевых задач математической физики.
– Дифференциальные уравнения, 1979, том 15, №1, с.2039-2043.
КАТАЛОГИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ В ПРОЦЕССЕ
ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ. РЕЗУЛЬТАТЫ,
ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ
Лапина Е.И., Жаркова Н.В., Монахов В.П.
( ОАО НПП «Циклон-Тест», Филиал ФГБУ «46 ЦНИИ» Минобороны России)
С введением в действие в июле 2012 изменений к ГОСТ РВ 15.201 и ГОСТ РВ 15.203,
обусловленных введением в действие комплекса стандартов по каталогизации предметов
снабжения Вооруженных сил Российской Федерации (ПС ВС РФ) работы по каталогизации
изделий электронной компонентной базы (ЭКБ) приобрели особую актуальность. С января
2013 года введён в действие ГОСТ РВ 0044-015 взамен ГОСТ Р 51725.7. Введенный в
действие комплекс стандартов по каталогизации ПС ВС РФ (ГОСТ РВ 0044-ХХХ)
устанавливает как порядок проведения работ так и сами требования по каталогизации,
обязательные для применения на всех этапах жизненного цикла изделий военной техники
применительно ко всем уровням разукрупнения техники, включая изделия ЭКБ как
комплектующие изделия межотраслевого применения, являющиеся предметом
самостоятельной поставки. Следует отметить, что с введением в действие ГОСТ РВ 0044019, устанавливающего порядок каталогизации ПС ВС РФ на этапе поставки (закупки) по
государственным контрактам работы по каталогизации изделий ЭКБ, не включенных в
Федеральный каталог продукции (ФКП), будут осуществляться и на этом этапе.
Таким образом, разработчики, изготовители и поставщики финальных изделий
вооружения и военной техники а также их составных частей в соответствии с требованиями
по каталогизации ПС ВС РФ обязаны проводить работы по каталогизации изделий ЭКБ, не
включенных в ФКП.
В сложившейся ситуации, с ростом числа участников работ по каталогизации ЭКБ,
необходимо обеспечить необходимую координацию этих работ.
ОАО НПП «Циклон-Тест» осуществляет работы по каталогизации изделий ЭКБ с
1991 г. С 2008 г. предприятие в соответствии с Распоряжение Управления радиоэлектронной
промышленности и систем управления от 11 января 2008 года № 05-4вн. выполняет
функции головной организации промышленности по каталогизации.
До 2010 г. работы по каталогизации осуществлялись в рамках НИР по заказу
Минобороны России. В рамках этих работ совместно с Филиалом ФГБУ «46 ЦНИИ»
Минобороны России разработана структура ФКП в части ЭКБ, в соответствии с которой
изделия ЭКБ представлены в 5 группах, 25 разделах каталога (классах ЕКПС), 58 книгах.
Разработано 54 стандартных форматов описания (СФО) из необходимых 58 СФО,
позволяющих осуществлять однозначное машинно-ориентированное описание однородных
изделий в виде каталожных описаний (КО) в соответствии с требуемым методом
идентификации. По состоянию на 2009 г. работы по каталогизации электрорадиоизделий в
объеме МОП 44.001.01-21 были практически завершены с той оговоркой, что для части
изделий, характеризующихся наличием большого количества типономиналов (резисторы,
конденсаторы, электрические соединители, изделия коммутационные, моточные изделия)
КО разработаны на тип. Всего было разработано более 17 000 КО.
118
С введением в действие ГОСТ РВ 0044-007-2007 ОАО НПП «Циклон-Тест» в
качестве головной организации промышленности по каталогизации осуществляет
согласование проектов КО на вновь разрабатываемые изделия ЭКБ. К настоящему времени
согласовано КО на 992 типа изделий, включающих в совокупности 88436 типономиналов,
разработанные в рамках 325 ОКР 116 предприятиями промышленности по заказу
Минпромторга России, Минобороны России и за счет собственных средств.
Следует отметить ряд проблем, выявленных в ходе проводимых работ по
согласованию КО вновь разрабатываемых изделий ЭКБ. Порядок проведения ОКР по
разработке ЭКБ установлен ГОСТ РВ 15.205, изменения к которому в связи введением
комплекса стандартов по каталогизации ПС ВС РФ, в отличие от ГОСТ РВ 15.203, не
разработаны. В результате, по итогам выполнения ОКР предприятия разработчики ЭКБ
отчитываются не уведомлением о присвоении федерального номенклатурного номера
(ФНН), а лишь проектом КО, согласованным начальником Филиала ФГБУ «46 ЦНИИ»
Минобороны России – центра каталогизации, ответственного за ведение разделов ФКП в
части электрорадиоизделий. В связи с имеющимися к настоящему времени разногласиями по
перераспределению функций Заказчика в части ЭКБ между Минобороны России и
Минпромторга России изделиям, разработанным в рамках подпрограммы «Создание
электронной компонентной базы для систем, комплексов и образцов вооружения, военной и
специальной техники» федеральной целевой программы «Развитие обороннопромышленного комплекса Российской Федерации на 2011–2020 годы», ФНН не присвоены
и эти изделия не включены в ФКП.
В процессе согласования КО на вновь разработанные изделия ОАО НПП «ЦиклонТест» совместно с Филиалом ФГБУ «46 ЦНИИ» Минобороны России сформированы
предложения по корректировке действующих СФО в части дополнения в список
утвержденных наименований, перечень характеристик, а также в ЕКПС – Р 50.5.002.
Разработанные предложения должны быть реализованы в рамках НИР «Перечень ЭКБ-2»
(головной исполнитель – ФГУП «МНИИИРИП») по заказу Минпромторга России со
сроками выполнения – июль 2014 г.- ноябрь 2016 г.
В 2013 году по заказу Минпромторга России в рамках ОКР «Разработка
автоматизированного банка данных системы каталогизации радиоэлектронного комплекса
Российской Федерации» (головной исполнитель - ОАО «Системы управления») ОАО НПП
«Циклон-Тест» разработана типовая функциональная подсистема автоматизированного
банка данных системы каталогизации радиоэлектронного комплекса Российской Федерации
(РЭК РФ) в части ЭКБ с целью повышения эффективности процедур формирования, ведения
и использования каталога продукции РЭК РФ за счет централизованного управления ее
номенклатурой и качеством на основе единой системы формализованного описания,
классификации, кодирования и учета номенклатуры и характеристик продукции, а также
использования современных информационных технологий. В соответствии с Решением по
акту приемки ОКР изделию «Автоматизированный банк данных системы каталогизации
радиоэлектронного комплекса Российской Федерации» присвоена литера О1 и
рекомендовано вместе с программным обеспечением передавать в организации
промышленности Минпромторга России.
В целях обеспечения координации и повышения эффективности проводимых работ по
каталогизации изделий ЭКБ предлагается:
1. Департаменту радиоэлектронной промышленности Минпромторга России
назначить головные организации промышленности по каталогизации электронной
продукции, продукции средств связи и радиоэлектронной продукции с возложением
соответствующих функций и определением решаемых ими задач.
2. Головным организациям промышленности по каталогизации обеспечить внедрение
Автоматизированного банка данных системы каталогизации радиоэлектронного комплекса
Российской Федерации.
119
3.Внести предложение в план работ по стандартизации продукции военного
назначения по разработке изменений к ГОСТ РВ 15.205 в связи сведением в действие
комплекса стандартов по каталогизации ПС ВС РФ ГОСТ РВ 0044-ХХХ.
Литература
1. ГОСТ РВ 15.201-2003 . Система разработки и постановки продукции на
производство. Военная техника. Тактико-техническое (техническое) задание на выполнение
опытно-конструкторских работ
2. ГОСТ РВ 15.203-2003 Система разработки и постановки продукции на
производство. Военная техника. Порядок выполнения опытно-конструкторских работ по
созданию изделий межотраслевого применения
3. ГОСТ РВ 15.205-2003. Система разработки и постановки продукции на
производство. Военная техника. Порядок выполнения опытно-конструкторских работ по
созданию изделий и их составных частей
4. ГОСТ Р 51725.7-2007 Каталогизация продукции для федеральных государственных
нужд. Порядок проведения работ по каталогизации в процессе создания изделий военной
техники
5. ГОСТ РВ 0044-015-2012Каталогизация продукции
для федеральных
государственных нужд. Каталогизация предметов снабжения Вооруженных Сил Российской
Федерации. Порядок проведения работ по каталогизации в процессе создания изделий
военной техники
6. ГОСТ РВ 0044-019-2012 Каталогизация продукции для федеральных
государственных нужд. Каталогизация предметов снабжения Вооруженных Сил Российской
Федерации при поставке (закупке) по государственным контрактам
7. ГОСТ РВ 0044-007-2007 Каталогизация продукции для федеральных
государственных нужд. Каталогизация предметов снабжения Вооруженных Сил Российской
Федерации. Каталожные описания предметов снабжения. Требования, порядок разработки и
ведения.
8. Р 50.5.002-2001Каталогизация продукции для федеральных государственных нужд.
Единый кодификатор предметов снабжения и порядок разработки и ведения разделов
федерального каталога продукции для федеральных государственных нужд
9. МОП 44.001.01-21 Перечень электрорадиоизделий, разрешенных к применению
при разработке (модернизации), производстве и эксплуатации аппаратуры, приборов,
устройств и оборудования военного назначения.
ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗОВ МЕХАНИЧЕСКИХ
ЭЛЕМЕНТОВ КЛАССА «ТРУБОПРОВОДЫ»
Медведев Д.В., Хунов Т.Х., Полесский С.Н.
(НИУ ВШЭ, МИЭМ)
Research of model of failure rate of mechanical elements of the class "Fluid
conductors". Medvedev D., Hunov T., Polesskiy S.
In the work the analysis of mathematical model of mechanical equipment failure rate of the
class "Fluid conductor" given in the American NSWC-2011/LE10 standard is submitted.
Данное научное исследование (№ проекта 14-05-0038) выполнено при поддержке
Программы «Научный фонд НИУ ВШЭ» в 2014 г.
Наряду с электрорадиоизделиями на безотказность радиоэлектронной аппаратуры
120
влияют механические элементы. Поэтому при создании новой (4.12) версии программного
комплекса АСОНИКА-К в его базовую версию (систему АСОНИКА-К-СЧ) было решено
ввести возможность расчета надежности радиоэлектронной аппаратуры
с учетом
механических элементов. Рассмотрим математическую модель эксплуатационной
интенсивности отказов для класса «Трубопроводы», приведенную в данном стандарте.
Интенсивность отказов такого трубопровода зависит от материала, из которого он
сделан, и фактора окружающей среды.
Обобщенное уравнение интенсивности отказов узла трубопровода сжатия,
приведенное в стандарте NSWC-2011/LE10 [1] имеет вид:
T  T , B  CE
,
(1)
где: λT - интенсивность отказов трубопровода; λТ,В – базовая интенсивность отказов узла; CE поправочный коэффициент.
Значение коэффициента CE, учитывающего фактор окружающей среды, приведено в
табл. 1.
Таблица 1. Выбор фактора окружающей среды узла трубопровода
№
п/п
1
2
3
Тип рабочая среда
Множитель, CE
Нормальный режим работы (отсутствие
изгибов трубы, нет вибрационных или
импульсных воздействий)
Тяжелая рабочая среда (возможны изгибы
трубы,
обусловленные
импульсным
воздействием)
Жесткая рабочая среда (вибрационные и
импульсные воздействия)
1.0
1.2
1.4
Анализ модели (1) в соответствии с принятой классификацией [4], позволил
сформировать следующую классификацию параметров и коэффициентов модели
интенсивности отказов для группы «Трубопроводы», приведенную в табл. 2.
Таблица 2. Классификация параметров и коэффициентов модели интенсивности отказов
Обозначение
Наименование
Значение
Ед. измерения
Примечание
Параметры режима применения
фактор
CE
отн. ед.
ТЗ на аппаратуру
окружающей среды
Эмпирические коэффициенты
Базовая
λТ, В
интенсивность
Из БД
ч-1
NSWC-2011/LE10
отказа узла
На основании табл. 2 ведется разработка базы данных для этого класса [5-7].
Пользователю необходимо будет ввести данные из ТЗ и характеристики режима применения.
Если в БД нет необходимых данных, то пользователю будет выведено окно, в котором
необходимо внести все данные «вручную».
121
Литература
1. Маркин, А.В. Методы оценки надёжности элементов механики и электромеханики
электронных средств на ранних этапах проектирования. / А.В. Маркин, С.Н. Полесский, В.В.
Жаднов. // Надёжность. - 2010. - № 2. - с. 63-70.
2. Полесский, С. Обеспечение надёжности НКРТС. / С.Н. Полесский, В.В. Жаднов. LAMBERT Academic Publishing, 2011. - 280 с.
3. NSWC-2011/LE10. Handbook of Reliability prediction Procedures for Mechanical
Equipment.
4. Zhadnov, V. Methods and means of the estimation of indicators of reliability of
mechanical and electromechanical elements of devices and systems. / V. Zhadnov. // Reliability:
Theory & Applications: e-journal. - 2011. - Vol. 2, No 4. - р. 94-102.
5. Монахов, М.А. Разработка базы данных по характеристикам надежности
механических элементов. / М.А. Монахов. // Наука и образование в развитии промышленной,
социальной и экономической сфер регионов России. V Всероссийские научные
Зворыкинские чтения: сб. тез. докл. Всероссийской межвузовской научной конференции.
Муром, 1 февр. 2013 г. - Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2013.
[Электронный ресурс]: 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
6. Монахов, М.А. Разработка баз данных для расчета интенсивности отказов
механических элементов в системе АСОНИКА-К-СЧ. / М.А. Монахов. // Сборник трудов VI
Международной научно-практической конференции учащихся и студентов: в 2 ч. Протвино: Управление образования и науки, 2013. - ч. 2.
7. Монахов, М.А. Разработка базы данных программного комплекса АСОНИКА-К
для расчета надежности радиоэлектронной аппаратуры с учетом механических элементов. /
М.А. Монахов. // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых
специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ. Тезисы докладов. - М.~: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2013.
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОРПУСА
ЦВМ40 (ЛЕВОГО)
Лушпа И.Л., Сотникова С.Ю.
(НИУ ВШЭ)
Study of mechanical and thermal characteristics of the shell CVM40 (left). Lushpa I.L.
In this paper we consider the calculation of the mechanical characteristics of the shell
CVM40. Study of various parameters electronic equipment by computer programs is currently
relevant.
Данное научное исследование (№ проекта 14-05-0038) выполнено при поддержке
Программы «Научный фонд НИУ ВШЭ» в 2014 г.
Целью данной работы является проведение расчета механически характеристик
корпуса ЦВМ40 (левого).
ЦВМ40 широко применяется на аэрокосмических системах нового поколения,
отличительный чертой которого является длительный срок активного существования.
Поэтому при создании такой аппаратуры необходимо учитывать много различных факторов,
в частности механические воздействия на изделие.
Проблема расчета характеристик изделия является серьезной проблемой на
предприятиях разных уровней. Проведение полноценных испытаний является весьма
затратной как по ресурсам, так и по времени. Поэтому для решения данной проблемы
применяется различные САПР. Одной из таких является программный комплекс ANSYS,
который позволяет решать задачи теплового анализа, механических характеристик,
122
электромагнетизма и др.
В качестве одной из отличительных особенностей можно считать работу с моделями,
созданными в сторонних программах, например в AutoCAD, T-Flex, SolidWorks и др.
На рисунке 1 представлена модель корпуса ЦВМ40 (левого), созданного в программе
AutoCAD.
Рисунок 1. Модель корпуса ЦВМ40 (правый)
В качестве одной из первичных задач стоит апробация программного комплекса
ANSYS, для этого проводится исследование на деформацию.
Суть эксперимента заключается в следующем — на верхнюю стенку корпуса
равномерно подается сила, равная 100 Н. Результат не должен превышать 1 мм.
Результаты исследования приведены на рисунке 2.
Рисунок 2. Результаты расчета на деформацию
Как видно из рисунка 2, требуемый результат получен.
Следующими экспериментами являются эксперименты на воздействия вибраций. В них
необходимо рассчитать спектральную плотность ускорения (СПУ) и линейное ускорение.
Результаты представлены на рисунках 3 и 4.
123
Рисунок 3. Результат расчета СПУ
Рисунок 4. Результаты расчета линейного ускорения
По полученным результатам можно сделать вывод, что полученные значения
удовлетворяют требованиям технического задания, а конструкция не требует серьезных
изменений.
Ещё одним экспериментом является тепловой анализ. Заключается он в следующем:
ЦВМ 40 находится в жилом отсеке космического аппарата, в процессе работы ЦВМ внешние
грани корпуса нагреваются, в случае если их температура больше 40ºС, то на ЦВМ
необходимо нанести предупреждение во избежание ожога.
Условия: Температура в жилом отсеке – 25ºС (максимально допустимая согласно ГОСТ
Р50804-95). Мощность тепловыделения от элементов ЦВМ40 составляет 18 Вт. Материал –
алюминиевый сплав АМг3.
На рисунке 5 представлены результаты расчета.
Как видно из рисунка 5.1 максимальная температура на внешних поверхностях корпуса
составляет 35.112ºС. Из чего можно сделать вывод, что не требуется наносить на корпус
предупреждение о перегреве. А температура внешних граней корпуса является допустимой.
Как видно, программный комплекс ANSYS позволяет решать различные задачи. И
примеры, представленные выше, лишь малая часть возможностей комплекса. Использование
данной САПР позволяет решать множество задач на разных этапах разработки.
Единственной проблемой данного комплекса являются системные требования. Поэтому
при наличии слабых вычислительных машин приходится упрощать конструкцию модели,
что дает сильную погрешность при расчетах, или разбиение готовой модели на составные
части, что приводит к временным затратам.
124
Рисунок 5. Результаты теплового анализа
В заключение стоит сказать, что данный программный комплекс является на данный
момент одним из лучших, представленных на рынке. Интуитивно понятный интерфейс даёт
возможность быстро разобраться в программе. А полученные результаты дают в
достаточной мере точные значения.
ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМОВ ШЛИФОВАНИЯ КРЕМНИЯ
Скоробогатов В.С., Данилов Ю. М., Пачевский В. М., Сычев И.В.
(Воронежский государственный технический университет)
Motivation mode shlifovaniya silicon. Skorobogatov V.S., Danilov Yu.M., Pachevskiy V.
M., Sychev I.V.
Увеличение объема выпуска полупроводниковых приборов требует совершенствования
технологического процесса. Существен-ный резерв повышения эффективности производства
и. качества изготовляемой продукции правильное назначение режимов резания на операциях
механической обработки кремния. В связи с этим было исследовано влияние параметров
режимов резания на производительность, шероховатость обработанной поверхности и
удельный расход алмаза.
Испытывались алмазные круги АПП 200 × 10 × 3 АСВ 100/80 М1-100%, которые в
результате проведенных ранее исследований [1] показали минимальный удельный расход
алмаза при удовлетвори-тельной производительности и обеспечивали требуемый класс
шероховатости шлифованной поверхности.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra, мкм, изме-рялось на профилографепрофилометре блочной конструкции моде-ли 201 завода «Калибр». Удельный расход алмаза
q, мг/г, устанавли-вался методом баз. Производительность процесса съема кремния Q, см3/
мин, получали измерением размеров образца до и после обрабо-тки. Время, затрачиваемое
на перебег, исключалось из общего вре-мени шлифования. Исследовалось влияние
следующих параметров режима резания: скорости круга VK, м/с, окружной скорости детали
V d, м/мин, подачи на оборот детали So, мм/об и глубины шлифо-вания на ход стола станка
t,мм/ход.
В основу исследований положен метод полного факторного эксперимента,
125
позволяющий количественно оценить влияние параметров режимов резания на показатели процесса шлифования кремния и получить высокую
точность эмпирических зависимостей [2].
На основании имеющихся в литературе сведений, форму связи между указанными
выше показателями процесса шлифования и параметрами режимов резания постулировали
следующими математическими моделями:
Ra = СR ∙ VK αR ∙ V d βR ∙ So γR ∙ tφR;
(1)
Q = СR ∙ VK αQ ∙ V d βQ ∙ So γQ ∙ tφQ,,
(2)
q = СR ∙ VK αq ∙ V d βq ∙ So γq ∙ tφq.
(3)
где С, α, β, γ, φ — определяемые коэффициент и показатели степени; индексы при α, β, γ, φ
указывают на показатель процесса шлифова-ния.
Прологарифмировав (1) ÷ (3), получим полиномы вида
Y = b0 + b1 ∙ Х1 + b2 ∙ Х2 + b3 ∙ Х3 + b4 ∙ Х4.
(4)
Таблица 1
Режим резания
Кодирование
VK,
V d,
Sо,
t,
Х1
Х2
Х3
Х4
м/с м/мин мм/об мм
18
20
2
0,01
—1
—1
—1
—1
27
46
3,2
0,017
0
0
0
0
40
70
5
0,03
+1
+1
+1
+1
Для упрощения последующих расчетов параметры режимов шлифования закодированы
по формулам преобразования, вид которых предложен в работе [2].
Х1 =
2  (ln VК  ln 40)
 1;
ln 40  ln 18
Х2 =
2  (ln Vd  ln 70)
1;
ln 70  ln 30
(5)
2  (ln So  ln 5)
2  (ln t  ln 0,03)
 1;
Х4 =
 1.
ln 5  ln 2
ln 0,03  ln 0,01
Уровни параметров режимов резания приведены в табл. 1. Для каждого показателя
процесса шлифования методом наименьших квадратов определялись коэффициенты
регрессии (4).
В результате расчетов получаем следующие уравнения:
Х3 =
Y1 = 0,25027 — 0,07885Х1 + 0,07925Х2 + 0,02848Х3 + 0,02164Х4; (6)
Y2 = 0,8472 + 0,00967Х1 + 0,4016Х2 + 0,4415Х3 + 0,5407Х4; (7)
Y3 = 2,541 + 0,9681 Х1 + 0,6831Х2 + 0,2230Х3 + 0,3674Х4.
(8)
где Y1, Y2, Y3,— расчетные значения показателей процесса шлифования в логарифмическом
масштабе.
Подставив в уравнения (6) ÷ (8) формулы преобразования и потенцируя, находим
искомые зависимости показателей процесса
алмазного шлифования кремния от параметров режимов резания в общем виде:
126
1,3499  Vd  So
0.2
VK
0.18
Ra =
0.06
 t 0.04
, мкм;
Q = 1,025 ∙ VK 0,024 ∙ V d 0,948 ∙ So 0,964 ∙ t 0,984, см3/мин;
q = 5 ∙10-6 ∙VK 2,42 ∙ V d 1,61 ∙ So 0,5 ∙ t0,67, мг/г.
(9)
(10)
(11)
Адекватность полученных зависимостей оцениваем статисти-кой Фишера [3]
2
F = S ад / S ( y ) .
(12)
Дисперсионные отношения для уравнений (6) ÷ (8) соответственно равны 0,76; 1,9;
5,91. Табулированное значение FTa6 = 8,7 для исследуемых уравнений при уровне значимости
0,05 дано в работе [3]. Расчетные значения меньше табулированного значения,
следовательно, уравнения (6) ÷ (8) адекватно представляют результаты экспериментов.
Расчеты точностей полученных уравнений, оцененные по формуле, предложенной в
работе [3], показали высокую точность полученных зависимостей.
Из анализа уравнений (6) ÷ (8) следует, что увеличение глубины шлифования
незначительно влияет на среднее арифметическое отклонение профиля и удельный расход
алмаза. Учитывая жесткость и мощность средних шлифовальных станков, рекомендуем ее
0,03 мм/ход, так как при более высокой глубине резания резко возрастает мощность на
шлифование.
На рис. 1 изображено пересечение плоскости требуемой шероховатости обработанной
поверхности, соответствующей 7а классу, плоскостями, соответствующими удельному
расходу алмаза 0,025 мг/г; 0,05 мг/г; 01 мг/г; 0,2 мг/г; 0,4 мг/г.
Рис. 1. Наложение плоскостей удельного расхода алмаза
на плоскость шероховатости обработанной поверхности
127
Рис. 2. Наложение плоскостей производительности съема
материала на плоскость шероховатости обработанной поверхности
Плоскость,
соответствующая удельному
расходу алмаза 0,4 мг/г,
пересекает
плоскость
среднего арифметического
отклонения профиля 1,25
мкм по линии АВ. Точки,
расположенные на этой
линии,
имеют
равный
удельный
расход
и
шероховатость,
но
различную
производительность.
На рис. 2 плоскость Ra
= 1,25 мкм в точке А
пересекает
плоскость
производительностью,
равной, 6,17 см3/мин, а в
точке
В
производительностью 3,39
см3/мин. Следовательно, в
точке А производительность
в 1,82 больше, чем в точке В
при
прочих
равных
условиях.
Обозначены и другие
характерные точки L, Т, М, К, D, имеющие соответственно производительность 5,27; 2,92;
2,87; 2,05; 1,81; 1,74 см3/мин (см. рис. 1). При шероховатости поверхности 7а класса
максимальной производительностью обладает точка А, которой соответствует режим
шлифования: VK = 40 м/сек; Vд = 45,8 м/мин;
So = 5 мм/об; t = 0,03 мм/ход.
В пределах исследованных режимов резания (см. рис. 1) максимальная
производительность процесса, равная 9,4 см3/мин, соответствует точке С, а минимальная
0,58 см3/мин. Максимальная шероховатость поверхности, равная 1,58 мкм, наблюдается при
режимах обработки, соответствующих точке N, а минимальная — 1,05 мкм.
Экономические расчеты подтвердили, что в пределах прове-денных исследований для
получения обработанной поверхности 7а; класса оптимальный режим соответствует точке А
(см. рис. 1 и 2).
Литература
1. Данилов Ю. М. Испытание алмазных кругов на износостой-кость при шлифовании
кремния и кварца. Межвузовский сборник «Производительная обработка материалов», вып.
1, Воронеж, 1973.
2. By. Испытания стойкости инструмента по методу характе-ристических поверхностей.— Тр. американского о-ва инженеров-механиков, серия В, 1964, № 2.
3. Налимов В. В., Чернова Н. А. Статистические методы пла-нирования экстремальных
экспериментов. М.., «Наука», 1965.
ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМОВ ШЛИФОВАНИЯ КВАРЦА
Скоробогатов В.С., Данилов Ю. М., Пачевский В. М.,
Сычев И.В.
(Воронежский государственный технический университет)
Motivation mode shlifovaniya quartz. Skorobogatov V.S., Danilov Yu.M., Pachevskiy V.
M., Sychev I.V.
Выпуск надежных и долговечных кварцевых резонаторов требует совершенствования
технологического процесса. Для повы-шения эффективности производства и качества
изготовляемой про-дукции необходимо правильное назначение режимов резания на
операциях механической обработки кварца. В связи с этим было исследовано влияние
параметров режимов резания на производительность, шероховатость обработанной
поверхности и удельный расход алмаза при алмазном шлифовании кварца.
Испытывались алмазные круги АПП 200 × 10 × 3 АСВ 100/80 М1-100%, которые в
результате проведенных ранее исследований [1], показали минимальный удельный расход
алмаза при удовлетворительной производительности и обеспечивали требуемый класс
шероховатости шлифованной поверхности.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra, мкм, изме-рялось на профилографепрофилометре блочной конструкции моде-ли 201 завода «Калибр». Удельный расход алмаза
q, мг/г, устанавли-вался методом баз. Производительность процесса съема кварца Q, см3/
мин, получали измерением размеров образца до и после обрабо-тки. Время, затрачиваемое
на перебег, исключалось из общего вре-мени шлифования. Исследовалось влияние
следующих параметров режима резания: скорости круга VK, м/с, окружной скорости детали
V d, м/мин, подачи на оборот детали So, мм/об и глубины шлифо-вания на ход стола станка
t,мм/ход.
В основу исследований положен метод полного факторного эксперимента,
позволяющий количественно оценить влияние параметров режимов резания на показатели процесса шлифования кварца и получить высокую
128
точность эмпирических зависимостей [2].
На основании имеющихся в литературе сведений, форму связи между указанными
выше показателями процесса шлифования и параметрами режимов резания постулировали
следующими математическими моделями:
Ra = СR ∙ VK αR ∙ V d βR ∙ So γR ∙ tφR;
(1)
Q = СR ∙ VK αQ ∙ V d βQ ∙ So γQ ∙ tφQ,,
(2)
q = СR ∙ VK αq ∙ V d βq ∙ So γq ∙ tφq.
(3)
где С, α, β, γ, φ — определяемые коэффициент и показатели степени; индексы при α, β, γ, φ
указывают на показатель процесса шлифова-ния.
Таблица 1
Режим резания
Кодирование
VK,
V d,
Sо,
t,
Х1
Х2
Х3
Х4
м/с м/мин мм/об мм
18
45
2
0,01
—1
—1
—1
—1
27
59
3,2
0,017
0
0
0
0
40
77
5
0,03
+1
+1
+1
+1
Прологарифмировав (1) ÷ (3), получим полиномы вида
Y = b0 + b1 ∙ Х1 + b2 ∙ Х2 + b3 ∙ Х3 + b4 ∙ Х4.
(4)
Для упрощения последующих расчетов параметры режимов шлифования закодированы
по формулам преобразования, вид которых предложен в работе [2].
Х1 =
2  (ln VК  ln 40)
 1;
ln 40  ln 18
Х2 =
2  (ln VK  ln 77)
1;
ln 77  ln 45
(5)
Х3 =
2  (ln So  ln 5)
 1;
ln 5  ln 2
Х4 =
2  (ln t  ln 0,03)
 1.
ln 0,03  ln 0,01
Уровни параметров режимов резания приведены в табл. 1. Для каждого показателя
процесса шлифования методом наименьших квадратов определялись коэффициенты
регрессии (4).
В результате расчетов получены следующие уравнения:
Y1 = 0,352345 - 0,06265625Х1 + 0,04981857Х2 + 0,07336857Х3 +
+ 0,01936875Х4;
Y2 =1,1551 + 0,0097Х1 + 0,2492Х2 + 0,44263 + 0,5389Х4;
(6)
(7)
Y3 = - 3,1768 + 0,3967 Х1 + 0,2942Х2 + 0,4768Х3 + 0,08496Х4. (8)
где Y1, Y2, Y3,— расчетные значения показателей процесса шлифова-ния в логарифмическом
масштабе.
Подставив в уравнения (6) ÷ (8) формулы преобразования и потенцируя, находим
искомые зависимости показателей процесса
алмазного шлифования кварца от параметров режимов резания в общем виде:
129
Ra =
1,5616  Vd0,136  So0,16  t 0,035
, мкм;
VK0,157
Q = 1,1735 ∙ VK 0,024 ∙ V d 0,928 ∙ So 0,966 ∙ t 0,981, см3/мин;
q = 78 ∙10-3 ∙VK 0,99 ∙ V d- 1,09 ∙ So 1,04 ∙ t0,15, мг/г.
(9)
(10)
(11)
Адекватность полученных зависимостей оцениваем статисти-кой Фишера [3]
2
F = S ад / S ( y ) .
(12)
Дисперсионные отношения для уравнений (6) ÷ (8) соответственно равны 5,6; 2,46; 1,2.
Табулированное значение FTa6 = 8,7 для исследуемых уравнений при уровне значимости 0,05
дано в работе [3]. Расчетные значения меньше табулированного значения, следовательно,
уравнения (6) ÷ (8) адекватно представляют резуль-таты экспериментов.
Оптимизация режимов
шлифования
кварца
производилась
построением
характеристических
поверхностей (рис.1 и 2).
На
рис.1
в
логарифмическом масштабе
изображено
пересече-ние
плоскости
требуемой
шероховатости
обработанной поверхности (
Rа = I,25 мкм ) плоскостями
удельного расхода алмаза
Рис. 1. Наложение плоскостей удельного расхода алмаза
0,043бмг/г; 0,0453 мг/г;
на плоскость шероховатости обработанной поверхности
0,0716 мг/г.
На рис. 2 в логарифмическом масштаба построены плоскости производительности
съема кварца, равные 3,44 см3/мин и 3,31 см3/мин, которые пересекают плоскость требуемого
7а класса шеро-ховатости обработанной поверхности. На этом же рисунке для оцен-ки
влияния параметров режимов резания на изменение среднеариф-метического отклонения
профиля имеется плоскость Ra = 1,60 мкм.
В
пределах
исследуемых
режимов
шлифования удельный расход алмаза изменяется от
0,012 мг/г до 0,151 мг/г.
Наибольшее
среднеарифметическое
отклонение профиля 1,71
мкм
(режим,
соответствующий точке М),
130
Рис. 2. Наложение плоскостей производительности съема материала
на плоскость шероховатости обработанной поверхности
а наименьшее - 1,21 мкм.
Наибольшая производительность процесса 10,62 см3/мин
(режим, соответствующий точке D), а наименьшая - 0,88 см3/мин.
Расчеты показали, что экономический эффект от повышения производительности
перекрывает затраты на износ алмазного инс-трумента. Для обеспечения шероховатости
поверхности 7а класса в пределах произведенных исследований оптимальным является режим, соответствующий точке В (рис.1 и 2): VK = 40 м/сек; Vd = 45 м/мин; So = 2,54 мм/об; t =
0,03 мм/ход.
При этом режиме удельный расход алмаза 0,0716 мг/г и производительность процесса
3,44 см3 /мин.
Литература
1. Данилов Ю. М. Испытание алмазных кругов на износостой-кость при шлифовании
кремния и кварца. Межвузовский сборник «Производительная обработка материалов», вып.
1, Воронеж, 1973.
2. By. Испытания стойкости инструмента по методу характе-ристических поверхностей.— Тр. американского о-ва инженеров-механиков, серия В, 1964, № 2.
3. Налимов В. В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных
экспериментов. М.., «Наука», 1965.
ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ КВАРЦА
Скоробогатов В.С., Данилов Ю. М., Сычев И.В.
(Воронежский государственный технический университет)
Coolling liquid for shlifovaniya quartz. Skorobogatov V.S., Danilov Yu.M., Sychev I.V.
Исследовалось влияние концентрации и количества смазываю-ще-охлаждающей
жидкости (СОЖ) при алмазном шлифовании кварца на удельный расхода алмаза q, мг/г, и
высоту неровностей Rz, мкм. Исследование проводилось по методике ротатабельного
композиционного планирования второго порядка. В качестве СОЖ использовался водный
раствор, эмульсии эмульсола "Эмус".
Расчет позволил получить адекватные экспериментальным зна-чениям уравнения.
Для удельного расхода алмаза q
Y q = 0,033-0,01X1+0,0134X2 + 0,0054X12 + 0,0076 X22 + 0,0002 X1X2,(1)
для высоты неровностей Rz
Y Rz = 7,13 - 0,5062X1 + 0,7654X2 + 0,212X12 - 0,0267X22 - 0,03X1X2, (2)
где X1 - кодированное обозначение количества подаваемой СОЖ,
X2 - кодированное обозначение концентрации СОЖ.
Кодирование переменных производилось по формуле преобразования (3).
Х=
131
Zi  Zср
Z
,
(3)
Z maх  Z min
,
(4)
2
где Zi – переменная в i- том опыте, Zср – среднее значение переменной на уровне "0", Zmaх –
наибольшее значение переменной,
Zmin – наименьшее значение переменной.
В уравнении (1) коэффициент при эффекте взаимодействия незначим, а коэффициенты
при квадратичных эффектах положительны. Следовательно, уравнение представляет в
пространстве эллипти-ческий параболоид с выпуклостью вниз. Координаты экстремальной
точки определялись с помощью частных производных.
На основании уравнений (1 и 2) построена контурная номогра-мма зависимости
удельного расхода алмаза q и высоты неровностей Rz от концентрации к количества СОЖ
(рис. 1).
Оптимальное значение количества и концентрации CОЖ определялось наложением
контуров высоты неровностей на контуры удельного расхода алмаза.
Увеличение количества подаваемой СОЖ позволяет облегчить удаление стружки из
зоны резания и предупредить адсорбцию частиц сошлифoванного кварца на связку.
Охлаждение алмазных зерен сохраняет их прочность, а смазывающее действие COЖ
снижает силы трения между кругом и деталью. Все это благоприятствует дли-тельной
стойкости алмазных кругов.
Повышение концентрации эмульсии способствует образова-нию защитных пленок,
которые предохраняют зерна от непосред-ственного контакта с обрабатываемым
материалом, предупреждая адгезионные явления и снижая силы трения. Вода в
капиллярах
Z 
переходит
в
новое
состояние. Обычно связи
между молекулами рушатся
и возникают более прочные.
Слои жидкостей толщиной
около 0,1 мкм обладают
упругостью формы и те из
них,
которые
имеют
высокую
энергию
смачивания,
попадая
в
трещины,
активизируют
разрушение твердых тел.
С
увеличением
концентрации
возрастает
кислотность и прониРис. 1 Контуры удельного расхода алмаза (сплошные линии)
и высоты неровностей (пунктирные линии) в плоскости:
кающая
способность
концентрация СОЖ (%) - количество СОЖ (л/мин)
жидкости. Это способствует
расклиниванию
микротрещин, облегчая процесс отделения стружки, за счет чего стойкость кругов
повышается. Следовательно, увеличение концен-трации СОЖ до 13% и количества до 14,5
л/мин снижает удельный расход алмаза.
Распространяя уравнение на область экстраполяции, можно предсказать, что
увеличение переменных вышеуказанных значений создает неблагоприятные условия и
повышает износ кругов.
Характер обработанной поверхности, изучаемый на элек-тронном сканирующем
микроскопе Stereoscan S-4, показал, что при обработке кварца, в основном
наблюдается хрупкое разру-шение (рис. 2).
132
Рис. 2. Поверхность обработанного кварцевого образца (2400*)
Обрабатываемую поверхность детали можно представить в виде совокуп ности
выступов и впадин. В связи с этим рабочие алмазные зерна круга, имеющие
существенную разновысотность, снимают разные объемы материала в каждый момент
времени.
Кроме того, в результате сильно развитого микропрофиля и случайного
расположения в объеме круга, алмазные зерна имеют неодинаковые углы заостре ния и
ориентацию. Это обу-словливает возникновение неравных по величине и направлению
напряжений в различных точках обрабатываемой поверхности. Вблизи точек контакта
зерна с кварцем образуются трещины, развивающиеся вглубь материала, что приводит к
формованию чашеобразных выколов.
Исследования показали что с повышением скорости резания глубина впадин выколов
уменьшается с одновременным увеличением их площади и длины. Это приводит к снижению
шероховатости по-верхности детали.
Из номограммы (рис.1) следует, что для получения высоты неровностей, не
превышающей 6,3 мкм, и наименьшего удельного расхода необходимо подавать СОЖ с
концентрацией эмульсии "Эмус" до 3% в количестве до 12 л/мин.
ОЧИСТКА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН
Скоробогатов В.С., Данилов Ю. М., Сычев И.В.
(Воронежский государственный технический университет)
Clearing the semiconductor plates. Skorobogatov V.S., Danilov Yu.M., Sychev I.V.
После механической обработки на поверхности полупроводни-ковых пластин остаются
различные загрязнения, которые можно разделить на: органические — сплошные тонкие
пленки или отдель-ные частицы (остатки наклеечных материалов, жидкой фазы алмазных
суспензий и паст, жировые); ионы металлов, осаждающие-ся из водопроводной воды и
щелочей, входящих в состав полирую-щих суспензий и также при соприкосновении с
металлической осно-вой режущих дисков, шлифовальниками; механические — частицы
абразива и отходы обработки, пыль, волокна полировальников.
В установке обработки пластин используется метод «мокрой» очистки
полупроводниковых пластин с помощью цилиндрической щетки с одновременной подачей
моющего раствора, двух последую-щих промывок и сушки. В качестве моющего раствора
могут быть использованы различные составы (в частности синтанол), а в каче-стве
133
промывающих спирт и деионизованная вода. Сушка проводится в струе азота.
Установка производит полный цикл обработки пластин, заклю-чающийся
в
последовательном выполнении следующих операций:
выдачу необработанной пластины из кассеты, транспортировка и установка ее на рабочей
позиции (на столике центрифуги); обработ-ку пластин на рабочей позиции в соответствии с
заданной програм-мой обработки; съем обработанной пластины со столика центрифуги и
выдача ее из автомата.
Все операции выполняются автоматически, после установки на платформы
соответствующего агрегата кассеты с пластинами. После обработки всех пластин автомат
останавливается.
Обработка пластин производимая на центрифуге и заключается в последовательном
выполнении следующих операций: очистка пла-стины цилиндрической щеткой с моющим
раствором; первая промы-вка; вторая промывка; сушка. Технологическая схема обработки
пластин на рабочей позиции показана на рисунке.
Рабочая
позиция
оснащена
ловушкой
продуктов
обработки
6,
внутри
которой
жестко
закрепляются отражатели 5 и
7
и
размещает-ся
вращающийся
столик
центрифуги 9. Ловушка 6
стыкуется
с
бор-товым
вытяжным коллектором 4, с
помощью
которого
осуществля-ется вентиляция
рабочего
объема.
Технологическая схема обработки полупроводниковых пластин
на рабочей позиции
Непосредственно
на
коллекторе 4 располагается
цилиндрическая щетка 1, размещенная в ванне 2, где производится ее отмывка раствором,
подаваемым в сопло 3. Над пластиной 8 устанавливаются рабочие насадки 10, которыми
могут быть сопла или форсунки, через которые подаются соответствую-щие рабочие
растворы. В
полость, образованную отражателем
7
с нижней плоскостью
полупроводниковой пластины, подается сжатый инертный газ (азот), создающий под
пластиной зону повышенного давления, препятствующую попаданию рабочих растворов на
обрат-ную строну пластины.
Для выполнения операции «очистка» щетка переводится в состо-яние, показанное на
рисунке пунктиром, подача раствора в сопло 3 прекращается, а из соответствующей
насадки 10 подается моющий раствор.
Скорость центрифуги, так же как и время выполнения техноло-гических операций,
задается соответствующими регуляторами, выведенными на лицевую панель блока
управления в диапазоне от 300 до 1000 об/мин.
Очистку от органических загрязнений выполняют в основном в растворителях:
четыреххлористом углероде, трихлорэтилене, бензи-не, спирте и других, среди которых
эффективностью обладают два первых. В последнее время получили также распространение
фрео-ны и тетрахлорэтилен, которые отличаются высокой растворяющей способностью,
малой токсичностью и взрывобезопасностью.
Очистку от ионных загрязнений и более глубокую очистку от органических
загрязнений выполняют обработкой подложек в кон-центрированных неорганических
кислотах (азотной, серной, соля-ной, плавиковой) или в их смесях, а также в сильных
134
окислителях, например бихромате калия, растворенном в азотной кислоте. Удаление
остатков кислот и продуктов химической обработки, а также дополнительную очистку от
ионов металлов производят в проточной воде.
Так как водопроводная вода содержит всевозможные соли и ще-лочи, которые могут
загрязнять поверхность полупроводникового материала, для промывки используют
деионизованниую воду, т. е. специально обработанную с использованием ионнообменных
смол, способных связывать ионы растворимых в воде примесей в нерас-творимые
органические соединения.
Механические загрязнения удаляют гидромеханической (кисте-вой) очисткой в потоке
деионизованной воды. Кисти изготовляют из беличьего или колонкового меха.
При очистке полупроводниковые пластины загружают в кварце-вые или фторопластовые
кассеты различной конструкции и опуска-ют в ванны с органическими растворителями и
кислотами, которые для большей эффективности очистки нагревают и перемешивают. Кроме
того, используют ультразвуковую очистку, а также пульвери-зацию, вибрацию кассет и
другие способы, способствующие интен-сификации очистки. Перспективно использование
автоматизирован-ных линий очистки, на которых кассеты с пластинами поочередно
погружаются в ванны, содержащие жидкий и парообразный фреон, фтористоводородную
кислоту и смесь азотной кислоты и бихромата калия.
После промывки в деионизованной воде пластины сушат в су-шильных шкафах, потоке
горячего очищенного газа, на центрифуге или инфракрасным излучением.
Работать с веществами, используемыми для очистки пластин (кислотами,
четыреххлористым углеродом, фреоном, трихлорэтиле-ном и др.), можно только в
спецодежде (халате, резиновых перчат-ках и фартуке), так как они токсичны и оказывают
вредное воздей-ствие на организм человека. Не разрешается сливать отходы химиче-ских
веществ в канализацию (они должны быть предварительно ней-трализованы). Посуда,
используемая для растворителей и кислот, после окончания работы должна быть тщательно
промыта водой. Запрещается принимать пищу в помещениях, где производится химическая
обработка.
Контролируют качество очистки поверхности полупроводнико-вых пластин от
загрязнений прямыми и косвенными методами. При использовании прямых методов
загрязнения выявляют непосредст-венно на контролируемых поверхностях обследованием
их под мик-роскопом, измерением краевого угла смачивания и др. Косвенные методы
основаны на экстрагировании загрязнений растворителями и последующем их анализе
физико-химическими или физическими методами (масс-спектрометрическим, спектральным,
радиохимичес-ким).
В производственных условиях чаще всего применяют метод кон-троля чистоты
поверхности с помощью металлографических или интерференционных микроскопов. При
качественной очистке повер-хности в поле зрения микроскопа (площадью около 0,25 мм )
при 200 ÷ 400 - кратном увеличении должно быть не более 5 ÷ 10 светя-щихся точек
(загрязнений).
Снижение пооперационного брака при механической обработке в большой степени
зависит от санитарно-гигиенических и организа-ционных мероприятий. Почти все операции
механической обработ-ки (за исключением резки и предварительной шлифовки) должны
выполняться в помещениях первого класса чистоты, в которых на каждый литр воздуха
допускается не более четырех частиц пыли размером 0,5 мкм. Операции резки, шлифовки,
полировки, очистки и сортировки пластин должны выполняться на изолированных друг от
друга участках.
135
СВОЙСТВА СТАЛЕЙ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Скоробогатов В.С., Данилов Ю. М., Сычев И.В.
(Воронежский государственный технический университет)
Characteristic of steel for equipping electronic. Skorobogatov V.S., Danilov Yu.M., Sychev
I.V.
При изготовлении оборудования электронной промышленности применяют необходимые
материалы. Выбор материала является ответственным этапом проектирования. Правильно
выбранный материал в значительной мере определяет качество детали и машины в целом.
Выбирая материал, необходимо учитывать в основном следующие факторы:
1. Соответствие свойств материала главному критерию работоспособности детали
(прочность, жесткость, износостойкость и др.).
2. Весовые и габаритные требования к детали и машине в целом.
3. Другие требования, связанные с назначением детали и условиями ее эксплуатации:
противокоррозийная стойкость, фрикционные свойства, электроизоляционные свойства и т.
д.
4. Соответствие технологических свойств материала форме и намечаемому способу
обработки детали (штампуемость, сваривае-мость, литейные свойства, обрабатываемость на
станках и т. д.).
5. Стоимость и дефицитность материала.
Для изготовления деталей машин применяются самые различные материалы.
Наибольшее распространение имеют черные металлы, подразделяемые на чугуны и стали.
Преимущественное распростра-нение черных металлов объясняется прежде всего их
высокой проч-ностью и жесткостью, а также сравнительно невысокой стоимостью.
Основными недостатками черных металлов являются большой удельный вес и слабая
коррозийная стойкость.
Углеродистые стали классифицируют по содержанию углерода,
назначению и качеству. По содержанию углерода различают низкоуглеродистые (до 0,25%
С), среднеуглеродистые (0,25—0,60% С) и высокоуглеродистые (0,6—2,0% С).
По назначению и качеству различают углеродистые стали обыкновенного качества и
качественные, инструментальные качественные и высококачественные. Углеродистые стали
обыкновенного качества содержат углерода 0,07—0,63%, марганца 0,30—0,75%, кремния
0,12—0,30% и незначительное количество серы и фосфора. Их применяют для изготовления
фасонного проката общего назначения: двутавровых балок, швеллеров, уголков, прутков,
полос и др., а также для многих деталей в машиностроении. Механические свойства этой
стали можно определить по формулам. Временное сопротивление разрыву σb, кГ/мм2, для
сталей марок от Ст1 до Ст6 (номер марки стали обозначен символом N)
σb = 29 + 4,5 ∙ N,
(1)
2
предел текучести σт, кГ/мм , для сталей марок от Ст2 до Ст6
σт = 18 + 2 ∙ N,
(2)
относительное удлинение δ, %, для сталей марок от Ст1 до Ст6
δ = 30 – 1,5 ∙ N – 0,25 ∙ N2.
(3)
Стали углеродистые качественные в зависимости от химического состава, разделяют на
группы I (с нормальным содержанием марган-ца) и II (с повышенным содержанием
марганца). Механические свой-ства углеродистых качественных сталей можно определить
по фор-мулам. Временное сопротивление разрыву σb, кГ/мм2, для сталей ма-рок от 10 до 70
(номер марки стали обозначен символом N)
136
σb ≈ 23,9 + 1,065 ∙ N – 0,0052 ∙ N2,
предел текучести σт, кГ/мм2, для сталей марок от 10 до 70
(4)
σт = 15,9 + 0,53 ∙ N – 0,002 ∙ N2,
относительное удлинение δ, %, для сталей марок от 10 до 30
(5)
δ = 39 – 0,9 ∙ N + 0,01 ∙ N2,
относительное удлинение δ, %, для сталей марок от 35 до 65
(6)
δ = 53 – 1,2 ∙ N + 0,0088 ∙ N2,
относительное удлинение δ, %, для сталей марок от 70 до 80
(7)
δ = 142 – 3,3 ∙ N + 0,02 ∙ N2.
(8)
Легированные стали применяют главным образом для деталей ответственного
назначения. Механические свойства хромистых сталей можно определить по формулам.
Временное сопротивление разрыву σb, кГ/мм2, для хромистых сталей марок от 20Х до 50Х
σb = 60 + N,
(9)
предел текучести σт, кГ/мм2, для хромистых сталей марок от 20Х до 50Х
σт = 40 + N,
(10)
относительное удлинение δ, %, для хромистых сталей марок от 30Х до 50Х
δ ≈ 23 - 0,55 ∙ N + 0,005 ∙ N2,
(11)
ТЕХНОЛОГИЯ И МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАСЧЁТНОЙ ОЦЕНКИ
СТОЙКОСТИ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ К
МОЩНЫМ ПРЕДНАМЕРЕННЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ
Лазарев Д.В., Союстова А.О.
(ОАО «Центральный научно-исследовательский институт «Курс»)
Technology and methodical providing for the calculation assessment of stability of
radio engineering systems of different function to powerful deliberate electromagnetic
influences. Lazarev D.V., Soyustova A.O.
Need of an assessment of stability of radio engineering systems and devices of different
function to powerful deliberate electromagnetic influences at early design stages leads to use of
methods of calculation and estimated examination. Advantages and the shortcomings described in
this work are inherent in features of settlement methods of an assessment of stability.
Проблема обеспечения стойкости радиотехнических систем различного профиля к
преднамеренным мощным электромагнитным воздействиям (МЭМВ) актуальна для всех
современных радиоэлектронных комплексов гражданского и специального назначения.
Острая необходимость обеспечения радиоэлектронной защиты (РЭЗ) современных
многофункциональных радиоэлектронных комплексов обусловлена высокой степенью
интеграции основных видов базовых несущих конструкций радиоэлектронного
оборудования, начиная от шкафов и стоек до блоков и функциональных узлов, вплоть до
компонентного уровня электронной элементной базы. При этом существенно увеличивается
подверженность к различным видам отказов таких систем при влиянии мощного внешнего
электромагнитного воздействия, в том числе искусственного происхождения.
Преднамеренные
МЭМВ
являются
дальнейшим
развитием
методов
радиоэлектронного противодействия (РЭП) и ведения радиоэлектронной борьбы (РЭБ) и
относятся в первую очередь к классу методов функционального подавления (ФП). Такие
электромагнитные воздействия с точки зрения временных характеристик являются
137
электромагнитными возмущениями в виде сверхкоротких импульсов (СКИ) с фронтами
сигналов порядка десятков-сотен пикосекунд, длительностью порядка единиц-десятков
наносекунд и частотой следования до единиц мегагерц. С точки зрения частотных
характеристик такие воздействия являются сверхширокополосными сигналами (СШП),
занимающими полосы радиочастотного спектра до единиц-десятков гигагерц. Данный класс
сигналов является наиболее сложным как для теоретического изучения и исследований, так и
для практических реализаций и интерпретации результатов испытаний.
Основными потенциальными объектами мощных электромагнитных воздействий
(high-altitude electromagnetic pulse - HEMP), определяющими основные аспекты обеспечения
электромагнитной безопасности являются четыре класса объектов (рисунок 1):
радиоэлектронное оборудование различного назначения, работающее в любом сегменте
радиочастотного спектра (hazards of electromagnetic radiation to equipment - HERE);
легковоспламеняющиеся жидкости и газы, имеющие низкие значения температур вспышки
(hazards electromagnetic radiation to fuel - HERF); взрывчатые вещества, инициируемые
электрическим зарядом (hazards electromagnetic radiation to ordnance - HERO); личный состав,
персонал, экипаж и другие биологические объекты (hazards electromagnetic radiation to
personnel - HERP). Все перечисленные объекты, характеризуются своими особенностями, и
требуют отдельного пристального рассмотрения.
Рисунок 1 – Объекты воздействия мощных преднамеренных электромагнитных факторов.
Рисунок 2 – Электромагнитные эффекты, возникающие при электромагнитном воздействии
на радиоэлектронные средства
Непосредственное влияние МЭМВ на радиоэлектронные средства различного
назначения может привести к трём основным качественным эффектам (рисунок 2): при
воздействии источника МЭМВ на расстояниях порядка тысяч метров от рецептора
138
воздействия происходит информационное подавление, проявляющееся в интенсивном
воздействии электромагнитных радиопомех, приводящих к полной потери полезного сигнала
на время действия электромагнитного возмущения; при воздействии источника МЭМВ на
расстояниях порядка сотен метров от рецептора воздействия происходит функциональное
подавление, проявляющееся в полной или частичной потере работоспособности
радиоэлектронного оборудования, которая сохраняется не только на время действия
электромагнитного возмущения, но и после него, вследствие чего для восстановления
работоспособности радиотехнической системы требуется вмешательство оператора; при
воздействии источника МЭМВ на расстояниях порядка десятков метров от рецептора
воздействия происходит физическое подавление, проявляющееся в физическом разрушении
радиотехнических цепей и электрорадиоэлементов оборудования, приводящее к полному
выходу из строя отдельных трактов радиотехнической системы, для восстановления
работоспособности которой требуется замена функциональных узлов.
Рассматривая влияние излучаемых МЭМВ на радиотехнические системы различного
назначения необходимо в первую очередь рассматривать такое влияние через антеннофидерные тракты таких систем, как наиболее уязвимых к данному виду воздействий
(рисунок 3).
Рисунок 3 – Схема распространения излучаемых МЭМВ от источника к рецептору через
антенно-фидерный тракт.
Разработанная технология расчётно-оценочной экспертизы (РОЭ) стойкости
радиотехнических систем различного назначения представляет собой поэтапный анализ
различных уровней (контуров) рассматриваемого процесса воздействия мощного
электромагнитного фактора: 1. Сигнальный контур – анализ во временной области
электромагнитного возмущения (мгновенной мощности), выдаваемого источником
электромагнитного воздействия, с оценкой его параметров (форма, длительность, частота
следования, длительность фронта, длительность среза, пиковое значение, время
воздействия); 2. Частотный контур – анализ в частотной области электромагнитного
возмущения, выдаваемого источником электромагнитного воздействия, с применением
прямого быстрого преобразования Фурье (БПФ) для получения амплитудно-частотной
(АЧХ) и фазо-частотной (ФЧХ) зависимости спектральной плотности мощности сигнала; 3.
Фидерный контур источника – анализ параметров фидерного устройства (в том числе
составного) источника электромагнитного воздействия с оценкой его АЧХ и ФЧХ
коэффициента передачи и преобразования транслируемого электромагнитного возмущения;
4. Антенный контур источника – анализ параметров антенного устройства источника
электромагнитного воздействия с оценкой его АЧХ и ФЧХ коэффициента передачи и
преобразования излучаемого электромагнитного возмущения; 5. Траекторный контур –
анализ параметров трассы распространения электромагнитного возмущения с оценкой её
АЧХ и ФЧХ коэффициента передачи и преобразования излучаемого электромагнитного
возмущения; 6. Антенный контур рецептора – анализ параметров антенного устройства
рецептора электромагнитного воздействия с оценкой его АЧХ и ФЧХ коэффициента
передачи и преобразования наводимого электромагнитного возмущения; 7. Фидерный
139
контур рецептора – анализ параметров фидерного устройства (в том числе составного)
рецептора электромагнитного воздействия с оценкой его АЧХ и ФЧХ коэффициента
передачи и преобразования транслируемого электромагнитного возмущения; 8. Защитный
контур – анализ параметров схемотехнических защитных устройств от мощных
электромагнитных воздействий с оценкой его АЧХ, ФЧХ и переходной характеристики (ПХ)
коэффициента передачи и преобразования транслируемого электромагнитного возмущения;
9. Компонентный контур – анализ параметров входных цепей и компонентов рецептора с
оценкой их предельно-допустимых уровней (ПДУ) стойкости к мощным электромагнитным
воздействиям (анализ во временной области электромагнитного возмущения, дошедшего до
входных цепей и компонентов рецептора, с применением обратного быстрого
преобразования Фурье (БПФ)).
Для каждого описанного уровня анализа рассматриваемого процесса воздействия
мощного
электромагнитного
фактора
разрабатывается
численно-аналитическое
методическое обеспечение, позволяющее проводить оценку применительно к морским
радиотехническим системам различного назначения, функционирующим в различных
диапазонах радиочастотного спектра.
Преимуществом предлагаемого подхода к расчётной оценке стойкости (РОСт)
радиотехнических устройств к мощным преднамеренным электромагнитным воздействиям
является возможность анализа влияния каждого контура на прохождение рассматриваемого
электромагнитного процесса и оценка их вклада в амплитудно-фазо-частотное
преобразование структуры исследуемого электромагнитного возмущения.
Практическая значимость разрабатываемой технологии и методического
обеспечения каждого её этапа заключается в возможности на ранних этапах проектирования
радиоэлектронных средств на основе расчётно-оценочной экспертизы их стойкости к
потенциальным мощным преднамеренным электромагнитным воздействиям обосновать
организационно-технические,
конструктивно-технологические
и
структурносхемотехнические
решения,
направленные
на
достижение заданного
уровня
радиоэлектронной защиты, а также существенно улучшить разработку программы и методик
лабораторных, полигонных и натурных испытаний на этапе контрольно-инструментальной
экспертизы (КИЭ) стойкости радиоэлектронных устройств к мощным преднамеренным
электромагнитным воздействиям и интерпретации протоколов таких испытаний.
ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ БАЗЫ
ДАННЫХ ПО РАСЧЁТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ СТОЙКОСТИ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ К СИЛОВЫМ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ
Лазарев Д.В., Тесленко А.А.
(ОАО «Центральный научно-исследовательский институт «Курс»)
Use of the automated systems of electrodynamic modelling for database formation
according to calculation characteristics of stability of radio-electronic means to power
electromagnetic influences. Lazarev D.V., Teslenko A.A.
Database existence according to characteristics of stability of radio-electronic means to
force electromagnetic influences allows to select, compare and analyze samples of radio-electronic
means for different purposes and tasks of their application. In operation it is shown as the modern
automated systems of electrodynamic simulation allow to evaluate in case of a limited number of
basic data the main characteristics of stability of radio-electronic means.
140
Проблема обеспечения стойкости радиоэлектронных средств к мощным (силовым)
электромагнитным воздействиям (МЭМВ) является одной из основных при создании
современных многофункциональных радиоэлектронных комплексов различного назначения.
Функционирование
разрабатываемых
радиоэлектронных
систем
в
сложной
электромагнитной обстановке (ЭМО) становится более традиционным условием их
эксплуатации, особенно это характерно для подвижных объектов и сложных наземных
инфраструктурных объектов. Тенденция к ужесточению эксплуатационной ЭМО, а также
возможная вероятность преднамеренных МЭМВ приводит к выдвижению повышенных
требований к радиоэлектронной защите (РЭЗ) и анализу стойкости, в первую очередь, особо
ответственных стратегических радиотехнических объектов специального назначения.
До настоящего времени основным средством подтверждения характеристик
стойкости радиоэлектронного оборудования к воздействию как кондуктивных, так и
излучаемых МЭМВ являлись результаты лабораторных, полигонных или натурных
испытаний образцов техники. Помимо того, что такие виды исследований являются
трудоёмкими, сложными и дорогостоящими, проблема интерпретации протоколов
результатов таких испытаний является отдельной самостоятельной задачей, решение
которой не всегда однозначно.
Необходимость более глубокого исследования процессов, происходящих при
преднамеренных МЭМВ на радиоэлектронные средства, требует применения аналитических
и численных методов их описания. Расчётная оценка стойкости (РОСт) позволяет на ранних
этапах проектирования радиоэлектронных систем прогнозировать их предельно-допустимые
уровни (ПДУ) по отношению к МЭМВ. Наличие таких оценок позволит на основных этапах
жизненного цикла радиоэлектронного средства оценить качество проведения этапов
проектирования, отладки и изготовления образцов продукции и принятых организационнотехнических, конструктивно-технологических и структурно-схемотехнических решений,
направленных на достижение заданного уровня радиоэлектронной защиты. Применение
РОСт актуально не только для перспективных проектируемых радиоэлектронных средств, но
и для поставляемых или эксплуатируемых серийных образцов.
Преднамеренные МЭМВ с точки зрения временных характеристик являются
электромагнитными возмущениями в виде сверхкоротких импульсов (СКИ) с фронтами
сигналов порядка десятков-сотен пикосекунд, длительностью порядка единиц-десятков
наносекунд и частотой следования до единиц мегагерц. С точки зрения частотных
характеристик такие воздействия являются сверхширокополосными сигналами (СШП),
занимающими полосы радиочастотного спектра до единиц-десятков гигагерц. Данный класс
сигналов является наиболее сложным как для теоретического изучения и исследований, так и
для практических реализаций и интерпретации результатов испытаний. Упрощённая форма
такого МЭМВ и возможные параметры описания подобных сигналов приведены на рисунке
1. При этом сигналы могут быть как униполярными, так и биполярными, одиночными или
периодическими.
Рисунок 1 – Упрощённая форма электромагнитного импульса и перечень возможных
параметров для его описания.
141
При рассмотрении излучаемых МЭМВ на радиотехнические системы различного
назначения необходимо, в первую очередь, рассмотреть такие воздействия через их антеннофидерные тракты, которые являются наиболее вероятными рецепторами и наиболее
уязвимыми к данному виду воздействий.
Рисунок 2 – Внешний вид фидерного устройства и его расчётные характеристики.
Разрабатываемая технология расчётно-оценочной экспертизы (РОЭ) стойкости
радиотехнических систем различного назначения представляет собой поэтапный анализ
различных уровней (контуров) рассматриваемого процесса воздействия излучаемого
мощного электромагнитного фактора. Для получения достоверных результатов расчёта
необходимо, помимо прочего, наличие детальных исходных данных по всем учитываемым
компонентам исследуемого радиоэлектронного средства. При этом из-за необходимости
получения таких данных для сверхширокой полосы радиочастот, обусловленной
сверхширокополосностью МЭМВ, целесообразно применять системы автоматизированного
проектирования (САПР) для электродинамического моделирования и расчёта необходимых
характеристик. Преимуществом применения для этих целей САПР является также
возможность снижения трудоёмкости получения многочисленных исходных характеристик,
возможность расчёта сложных компонентов исследуемого радиоэлектронного средства с
учётом их разнообразных геометрических и физических параметров, возможность
трансляции полученных численных массивов в пользовательские прикладные программы.
В РОЭ стойкости радиоэлектронной системы учитываются, в том числе, её фидерные
и антенные контура. При этом для фидерного контура необходимо получение амплитудночастотных (АЧХ) и фазо-частотных (ФЧХ) характеристик его коэффициента передачи. Для
этого необходим расчёт его S-параметров, коэффициента затухания, фазового коэффициента
(рисунок 2). Для антенного контура также необходимо получение АЧХ и ФЧХ его
коэффициента передачи. Для этого необходим расчёт вещественной и мнимой составляющей
входного сопротивления антенного устройства, вещественной и мнимой составляющей
сопротивления излучения антенного устройства, трёхмерной диаграммы направленности и
коэффициента усиления антенного устройства (рисунок 3).
142
Рисунок 3 – Внешний вид антенного устройства и его расчётные характеристики.
Для каждого уровня анализа процесса воздействия излучаемого мощного
электромагнитного фактора разрабатывается численно-аналитическое методическое
обеспечение, позволяющее проводить оценку применительно к морским радиотехническим
системам различного назначения, функционирующим в различных диапазонах
радиочастотного спектра.
Преимуществом предлагаемого подхода к получению базы данных расчётных ПДУ
относительно излучаемых МЭМВ для исследуемых радиоэлектронных систем является
возможность получения ряда таких оценок при вариации многочисленных видов и сочетаний
исходных данных, относящихся как к МЭМВ (длительность фронта, пиковое значение,
частота следования), так и к исследуемой радиоэлектронной системе (параметры фидерного
тракта, характеристики антенного устройства).
Практическая значимость разрабатываемой технологии и методического
обеспечения получения расчётных оценок ПДУ относительно излучаемых МЭМВ
заключается в возможности на ранних этапах для проектируемых радиоэлектронных средств
обосновать организационно-технические, конструктивно-технологические и структурносхемотехнические решения, направленные на достижение заданного уровня РЭЗ, а для уже
существующих радиоэлектронных систем, в том числе эксплуатируемых, существенно
улучшить разработку программ и методик лабораторных, полигонных и натурных
испытаний на этапе контрольно-инструментальной экспертизы (КИЭ) стойкости к
излучаемым МЭМВ.
АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ФОРМИРОВАНИЯ
ПОТОКА РУДЫ ПО КРУПНОСТИ
Хакулов В.А., Ксенофонтов А.С., Сыцевич Н.Ф.
(Кабардино-Балкарский государственный университет)
Hardware-software complex of formation of a stream of ore on the size.
V.A.Hakulov,A.S.Ksenofontov, N.F.Sytsevich
Involving in working off of poor difficultly enriched ores demands new approaches to
formation and stabilization of quality of ores at a stage of mountain works. For maintenance of
profitable work with bad quality mineral raw material formation not only material structure of ores,
but also formation of a stream of ore on the size for conditions of processing is necessary. In article
143
the technical decision which central elements are patented on creation is offered is hardware a
program complex of management of processes of mountain works with the purpose of formation of
a stream of ore on the size for conditions of processing.
Истощение запасов богатых руд и неизбежное вовлечение в отработку более бедных,
сложно структурных и недостаточно разведанных, труднообогатимых руд требует резкого
увеличения объемов переработки и ведет к росту энергозатрат, удорожанию производства,
усилению нагрузки на окружающую среду.
При вовлечении в добычу и переработку низкокачественных руд, кроме
формирования на стадии горных работ вещественного состава руды подаваемой на
обогатительную фабрику, большой проблемой является формирование потока горной массы
по крупности. Вовлечение в процесс добычи широкого спектра разнопрочных руд вызывает
на стадии обогащения повышенные потери полезных компонентов в труднообогатимых
классах крупности. Поэтому современные технологии формирования и стабилизации
качества руд должны включать не только формирование вещественного состава, но и
формирование потока руды по крупности для условий рудосортировки и дальнейшего
обогащения. Формирование потока руды по крупности на стадии горных работ актуально
еще и для снижения энергоемкости производства. Горное и перерабатывающее производство
является одним из самых энергоемких производств. В структуре горно-обогатительного
производства наиболее энергоемким являются процессы дробления и измельчения горной
массы. Процессы бурения и экскавации так же являются довольно энергоемкими и имеют
большие резервы по энергосбережению.
Таким образом, задача формирования потоков горной массы по крупности на стадии
горных работ направлена на обеспечение увеличения сквозного извлечения полезных
компонентов при добыче и переработке. Кроме того, решается задача снижения затрат (в т.ч.
энергетических) на процессы горных работ и выпуск конечной продукции.
Для обеспечения своевременными и достоверными данными, минимально
зависящими от влияния субъективного фактора, используются средства высокоточного
позиционирования, с которыми работают следующие блоки и подсистемы:
1. Подсистема контроля проектных параметров буровых работ, элементы которой
устанавливаются на буровых станках, имеют средства высокоточного позиционирования (6),
средства коммуникации для загрузки проекта на бурение выполненного САПР БВР,
передачи на сервер результатов исполнения проекта.
Данные подсистемы контроля проектных параметров буровых работ – исполнения
проекта на бурение поступают в модуль анализа буровых работ (9), в котором в частности
устанавливаются отклонения от проектных параметров и прогнозируются влияние этих
отклонений на результаты горных работ. Данные прогнозирования уточняются в процессе
экскавации отбитой горной массы блока (10).
2. Блок контроля зарядки скважин (7) устанавливается на зарядной машине, имеет
средства высокоточного позиционирования, с помощью которых осуществляется
идентификация заряжаемой скважины для контроля правильности исполнения
корректировочного расчета скважинных зарядов. Результаты установления фактических
параметров (что очень важно – контрольный замер глубины скважины производится
непосредственно перед зарядкой, при этом устанавливается фактическое положение
скважинного заряда по высоте) буровзрывных работ передаются в базу данных (8). В случае
установления факта отклонения параметров скважины (например, глубины) от величин
учтенных в корректировочном расчете, для исключения критических ситуаций, может
приниматься оперативное решение корректировки скважинного заряда.
3. Подсистема анализа работы экскаваторов (7). Основные элементы данной
подсистемы устанавливаются на экскаваторах, имеют средства высокоточного
позиционирования ковша экскаватора, периферийное микропроцессорное оборудование для
144
регистрации с заданной частотой токов якоря двигателей напора, подъема, поворота и
открывания днища. Периферийное оборудование выполняется в виде унифицированных
микропроцессорных модулей. Задачей микропроцессорных модулей является измерение с
определенной частотой значений токов (токов и напряжений) соответствующих двигателей,
которые сохраняются в базе данных вместе с координатами ковша экскаватора. После
предварительной обработки значения токов привязываются к операциям цикла экскавации.
Весь обрабатываемый массив данных делится как минимум на три части. Как уже
отмечалось выше, отдельно выделяются данные
зоны ответственности скважин с
отклонениями параметров БВР от проектных. По зонам ответственности скважин со
значениями параметров БВР соответствующими проектным определяются показатели,
энергетически характеризующие состояние подошвы уступа и гранулометрический состав
горной массы около-скважинного и межскважинного пространства.
Предлагаемое решение позволяет повысить эффективность районирования пород по
взрываемости и улучшить параметры буровзрывных работ, влияющие на состояние
экскаваторного забоя:
 качество проработки подошвы уступа;
 формирование компактного навала горной массы;
 качество дробления массива горных пород.
В конечном счете, обеспечивается повышение эффективности последующих
процессов горных работ (экскавации, транспортирования горной массы) и рудоподготовки к
обогащению.
Литература
1. Патент РФ № 2465459. Способ стабилизации качества руд / Хакулов В.А., Новиков
В.В., Кононов О.В., Сыцевич Н.Ф., Хакулов В.В. // Бюл. И. – 2012. – № 30.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ ИНЖЕНЕРНЫХ
НАПРАВЛЕНИЙ НА ОСНОВЕ РАЗВИТИЯ ИННОВАЦИОННОЙ
ИНФРАСТРУКТУРЫ В КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ
УНИВЕРСИТЕТЕ
Ксенофонтов А.С., Москаленко Л.А. Малкандуев Ю.А.
(Кабардино-Балкарский государственный университет)
Целью международного проекта по реформированию инженерного образования CDIO
является приведение содержания и результативности инженерных образовательных
программ в соответствие с уровнем развития современных технологий и ожиданиями
работодателей. Обучение студентов должно строиться на основе образовательной модели
«Планировние – Проектирование – Производство - Применение» высокотехнологичные
реальные системы, процессы и продукты на глобальном рынке. В стандартах CDIO
определены требования, которые могут выступать руководством для реформирования и
оценки образовательных программ в области техники и технологий. Это: формирование
основных личностных и межличностных компетенций при создании продуктов, процессов и
систем, создание рабочего пространства, достаточного для приобретения студентами
навыков практической инженерной деятельности, социального взаимодействия, командной и
самостоятельной работы, использование активных и эффективных практикоориентированных методов, стимулирующих к анализу, размышлениям, выражению личного
мнения и направленных на повышение мотивации студентов, понимания ответственности за
свое развитие.
145
КБГУ осуществляет свою деятельность на основе сохранения и развития
университета
как
вуза
исследовательского
инновационного
типа,
ведущего
фундаментальные и прикладные исследования в широком спектре на основе интеграции
образовательной и научной деятельности по перспективным направлениям, с сохранением и
развитием традиций и научных школ университета и обеспечением эффективного трансфера
технологий в экономику. Для обеспечения эффективного достижения этой цели в
инфраструктуре университета созданы инновационно-инвестиционные структуры (центры,
комплексы, малые предприятия, институты, инновационный бизнес-инкубатор «Старт»,
который можно отнести к внедренческим подразделениям, созданный в рамках проекта,
выигранного КБГУ по федеральному конкурсу). Такой потенциал дает возможность создать
основу для реализации высоких технологий и в свою очередь представить определенный
инвестиционный интерес для многих промышленных предприятий.
Исходя из этого и реализуя решения Ученого совета КБГУ в 2010–2014 годах, по
результатам интеллектуальной деятельности сотрудников было создано 25 малых
инновационных предприятий под руководством 9-ти профессоров, докторов наук и 10-ти
доцентов, кандидатов наук, имеющих достаточно большой опыт научно-исследовательской
работы. Все предприятия созданы по 217 ФЗ. Каждое из предприятий имеет все необходимые
атрибуты хозяйственных обществ, свои счета в банках, печати, фирменные бланки и
обозначения, которые необходимы для ведения научно-исследовательской, хозяйственной и
юридической деятельности со всей ответственностью перед налоговыми, пенсионными и
социального страхования органами. По 217 ФЗ КБГУ внес в уставной капитал всех предприятий
результаты интеллектуальной деятельности, по которым 34% принадлежит университету (по
каждому предприятию имеется лицензионный договор на использование интеллектуальной
деятельности).
Большое значение придается различным программам инновационного развития. В
частности программам «УМНИК» и «Старт». Победителями последнего конкурса могут
быть только победители программы «УМНИК». Это конкурс для молодых исследователей от
18 до 28 лет. Проводит конкурс Бизнес-инкубатор «Старт» КБГУ, который получил
аккредитацию Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической
сфере по отбору инновационных проектов по направлениям: информационные технологии,
медицина будущего, современные материалы и технологии их создания, новые приборы и
аппаратные комплексы, биотехнологии. Тем самым поощряется долгосрочная научная и
инженерно-проектная работа молодого исследователя для вхождения в более серьезную
программу в лояльных условиях конкурса с финансированием до 6 млн. руб. и созданием
малого инновационного предприятия.
Таким образом, инновационная инфраструктура КБГУ является эффективной основой
для освоения студентами инженерной деятельности в соответствии с моделью «Задумай –
Спроектируй – Реализуй – Управляй» и обеспечивает устранение противоречия между
теоретической подготовкой и практической реализацией.
АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ПОЯВЛЕНИЯ И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО
ВЫЯВЛЕНИЮ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ВРЕЗОК НА МАГИСТРАЛЬНЫХ
НЕФТЕПРОВОДАХ
Дейнеко С.В.
(РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина)
The analysis of factors of emergence and development of recommendations about
identification of unauthorized inserts on the main oil pipelines. Deineko S.V.
On the basis of collected statistical information on criminal inserts mathematical models of
probability of their emergence are constructed. Regularities of emergence of criminal inserts on the
146
main oil pipelines are revealed. Recommendations about ways, measures of prevention and
elimination of criminal inserts are provided.
На надёжность эксплуатации магистральных нефтепроводов напрямую влияют и
представляют
значительную
угрозу
для
их
безопасного
функционирования
несанкционированные врезки, которые возникли в начале 90-х годов. В отчетных данных за
последние годы встречается значительное число аварий, причинами которых заявлены
несанкционированные врезки в магистральные нефтепроводы, поэтому проблема
исследования условий и закономерности появления несанкционированных врезок на
магистральных трубопроводах, а также разработка способов и мер их предотвращения, и
ликвидации является весьма актуальной.
Способы изготовления несанкционированных врезок условно можно разделить на два
следующих вида:
 «без отвода» – с целью единовременного отбора нефти;
 «с отводом» – для долгосрочного отбора нефти.
Отвод присутствует в обоих видах несанкционированных врезок, но разный по
изготовлению и конструкции.
Несанкционированные врезки для долгосрочного отбора нефти изготавливаются
качественно, практически, исключая возможность их обнаружения. Отводы от
несанкционированных врезок изготавливаются из материалов, которые невозможно
обнаружить поисковыми приборами, при этом используется качественная запорная
арматура.
Широкое распространение получила техника, предназначенная для горизонтального
наклонного бурения, которая используется для прокладки отводов от несанкционированных
врезок. В отдельных случаях отводы от несанкционированных врезок прокладываются по
дну рек, озер, места накопления похищенного при этом тщательно маскируются и
располагаются, как правило, в отдельно стоящих зданиях на окраинах населенных пунктов, в
промышленных районах, свалках мусора и т.д. Часто преступниками используется
видеооборудование.
В качестве основных факторов, способствующих появлению несанкционированных
врезок в нефтепровод, можно указать:
 невысокое
давление,
проходящее
в
нефтепроводах
перед
нефтеперекачивающими станциями;
 большая протяженность системы магистральных нефтепроводов, пролегающая
по пустынным территориям, лесным зонам, оврагам и т.д.;
 близкое расположение промышленных зон, частного сектора, гаражей,
брошенных хозяйственных построек и т.п., куда злоумышленники подводят
отводы от криминальных врезок, располагают накопительные емкости для
приема нефти.
 воровство нефти имеет коррупционную составляющую. Местные власти
занимаются «крышиванием» криминального бизнеса.
На базе обработки статистической информации, собранной в разных регионах России
в течение десяти лет были построены математические модели оценки вероятности появления
криминальных врезок на магистральных нефте- и нефтепродуктопроводах.
В качестве основных рекомендаций можно представить следующее:
1. Организация постоянного оперативного диспетчерского контроля балансов
замеров. При увеличении отрицательного баланса и подозрении на отбор из
магистрального нефтепровода производить кратковременную внеплановую
остановку для контроля статического давления и выявления участков
снижения давления.
147
2. Оперативно-диспетчерскому персоналу оперативно реагировать на факты
снижения давления и своевременно сообщать линейным обходчикам и
сотрудникам ЧОП для оперативного осмотра подозрительных мест
трубопровода.
3. Проведение тщательного визуального осмотра трубопровода линейными
обходчиками, сотрудниками ЧОП на участках, проходящим по наиболее
криминальным районам. Возвращаться на места ранее ликвидированных
несанкционированных врезок и мест производства ремонтных работ для
дополнительного осмотра.
4. Службам безопасности проводить совместные мероприятия с полицией и
сотрудниками ФСБ по задержанию преступников и выявлению
организованных преступных групп.
5. Установка датчиков давления СОУ на коротких участках для более точного
контроля системы за давлением в магистральном трубопроводе.
6. Для совершенствования системы контроля утечек нефти, поиска
несанкционированных врезок в трубопроводы, мониторинга и опознание
движущихся объектов в охранной зоне, также в ночное время предлагается
использование беспилотного летательного аппарата на участках трубопровода
с чередованием навесного оборудования – один раз с тепловизором, другой раз
с фотоаппаратурой или гидростабилизированной телевизионной камерой.
7. Чаще проводить внутритрубную техническую диагностику на технологических
участках, наиболее подверженным несанкционированным врезкам с помощью
внутри инспекционных приборов для поиска приварных элементов на
трубопроводе. Производить дополнительный дефектоскопический контроль
подозрительных мест участков нефтепровода.
8. Использовать статистическую обработку данных для построения прогнозных
моделей вероятности появления криминальных врезок.
9. Постоянно совершенствовать и разрабатывать новые методы, основанные на
различных физических законах и явлениях с учётом оптимизации следующих
показателей:
 чувствительности метода обнаружения;
 скорости обнаружения утечки;
 точности локализации;
 степени адаптации к изменениям технологического оборудования;
 стоимости и объема требуемого технического обслуживания.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО
МОНИТОРИНГА ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Абрамченко В.В., Данилов П.В., Повх В.И.
(Департамент земельной политики, имущественных и земельных отношений МСХ РФ)
Information technologies in the system of state monitoring of agricultural lands.
Abramchenko V.V., Danilov P.V., Povh V.I.
In modern conditions the effective management of agro-industrial complex of the country is
impossible without the availability of objective and timely information on the status of agricultural
land. The system creates the basic functionality of interagency information exchange and common
formats for input, storage, display/output of data for users of system resources
Сельское хозяйство является важной отраслью национальной экономики России, а
динамичное развитие аграрного производства возможно только при наличии
148
высокоэффективной системы земледелия. Агропромышленная политика государства сегодня
направлена на то, чтобы сделать ее высокоэффективной и высокорентабельной,
ориентированной на экспорт отраслью экономики, существенно повысить надежность
обеспечения страны продукцией сельского хозяйства.
В современных условиях эффективное управление агропромышленным комплексом
страны невозможно без наличия объективной и своевременной информации о состоянии
сельскохозяйственных угодий. В настоящее время традиционная система обеспечения
оперативной информацией органов управления федерального, областного и районного
уровней, опирающаяся на данные государственных статистических служб и сеть
агрометеорологических станций, работает недостаточно эффективно. Статистическая
информация передается самим производителем и поэтому во многих случаях не является
объективной, а редкая сеть агрометеорологических станций не в состоянии оценивать все
необходимые параметры сельскохозяйственного производства. Существующая проблема в
настоящий момент частично решается за счет внедрения новых средств и технологий сбора и
обработки информации. В первую очередь речь идет о государственном мониторинге земель
сельскохозяйственного назначения (ГМЗСХН) на основе данных дистанционного
зондирования Земли из космоса для оценки и прогноза влияния погодных и климатических
условий на состояние и продуктивность посевов. Дистанционные методы объективны и
более оперативны в применении, что позволяет одновременно вести наблюдения за
землепользованием и давать прогноз продуктивности сельскохозяйственных культур.
С появлением в последние годы спутниковых систем, имеющих достаточно высокое
пространственное разрешение и обеспечивающих ежедневное поступление данных по
любому району наблюдения, стало возможным создание принципиально новых технологий
мониторинга сельскохозяйственных земель. Уже сегодня информация, полученная на основе
спутниковых данных, может постоянно использоваться как для
контроля
сельскохозяйственной деятельности, так и для принятия оперативных управленческих
решений.
В последние годы Министерством сельского хозяйства РФ активно проводятся
работы по созданию информационных систем обеспечения ГМЗСХН. Разработаны и
введены в эксплуатацию Федеральная государственная информационная система (ФГИС) с
функциональными подсистемами (ФП) Система дистанционного мониторинга земель
агропромышленного комплекса (СДМЗ АПК) и Атлас земель сельскохозяйственного
назначения (АЗСН). ФГИС ФП СДМЗ и АЗСН направлены на регулярное обеспечение
Министерства сельского хозяйства РФ, других заинтересованных государственных и
коммерческих структур оперативной и объективной информацией о сельскохозяйственном
производстве, а ее основными задачами являются:
мониторинг состояния пахотных земель и их использования;
оценка площадей посевов;
мониторинг состояния посевов и пахотных угодий;
осуществление контроля хода полевых работ;
оценка урожайности и урожая сельскохозяйственных посевов.
В рамках системы создаётся базовый функционал межведомственного
информационного обмена и единые форматы представления/ввода, хранения, отображения и
представления/вывода данных для пользователей ресурсами системы.
Структура, результаты и перспективы системы – основное содержание доклада.
149
ФОРМИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ ПЛАН - СХЕМ ТЕРРИТОРИЙ С ОБЪЕКТАМИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ БАЗЫ ЗНАНИЙ ПРИ
ДИСТАНЦИОННОМ ЗОНДИРОВАНИИ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Крамаров С.О.*, Храмов В.В.*, Повх В.И.
(НОУ ВПО ИУБиП*, ДЗП ИЗО МСХ РФ)
Formation of digital plan scheme’s of the territories with agricultural purposes on the
basis of the knowledge base in remote land sensing. Kramarov S.O., Khramov V.V., Povh V.I.
One of the promising ways to ensure the efficiency of solving problems of space monitoring
of agricultural use is the development and application of digital plan schemes (LTP) of sections of
the earth's surface. When using the LTP is achieved practical results in the form of complex data
processing tools providing automated formation and updating the knowledge base on the analysis,
recognition and classification of images in the form-oriented search by various criteria aggregate
data blocks of the algorithms.
Одним из перспективных путей обеспечения оперативности решения задач
космического мониторинга объектов сельхозназначения является формирование и
использование цифровых план - схем (ЦПС) участков земной поверхности.
При таком подходе к обработке, хранению и предъявлению фактической информации
о состоянии сельхозугодий и других сельскохозяйственных объектов обеспечивается
уменьшение размеров сопоставляемых эталонных и текущих массивов информации,
осуществляется сжатие исходных данных об изображениях подстилающей поверхности и
формируется описание этих объектов на языке признаков.
В работе формулируется задача проектирования и ведения ЦПС участков местности в
виде специализированной базы знаний об объектах сельхозназначения сформированной из
данных, полученных на основе космического мониторинга.
При использовании ЦПС достигается практический результат в виде комплекса
средств обработки данных, обеспечивающего автоматизированное формирование и
пополнение базы знаний по анализу, распознаванию и классификации изображений в виде
ориентированной на поиск по различным критериям совокупности информационных
массивов - блоков алгоритмов. База знаний содержит блок управления, интерфейсы внешней
связи и пользователей, подсистему хранения знаний. Необходимый результат
обеспечивается тем, что подсистема хранения знаний включает в себя модуль алгоритмов,
модули планирования, управления и принятия решений, модуль эталонных и тестовых
фактических данных, модуль поиска данных, модуль тезауруса со средствами
структурирования и записи новых знаний, глоссария и справочника, подключенные к общей
информационно-управляющей магистрали.
Принцип функционирования базы знаний представлен алгоритмами основных
процедур, выполняемых при решении задачи, поставленных пользователям.
Определяющим является ассоциативный поиск решения задачи в базе знаний,
который включает:
Ввод исходных данных (система производит анализ предъявленного изображения,
извлечение полезной информации об этом изображении и формирует признаки объектов, а
пользователь создает объект, соответствующий постановке конкретной задачи, для чего
формируется максимально возможное количество признаков о задаче).
Формирование сложного запроса (условия запроса учитывают свойства элементов
(признаки) объекта, для чего учет смыслового содержания из модуля тезауруса
предварительно осуществляется выборкой дескрипторов, включаемых в ассоциативный
запрос, результатом которого является множество описаний задач, содержащих алгоритмы
решения).
150
Ранжирование описаний в соответствии с выбранной мерой близости (выбор и запуск
алгоритма, соответствующего первому из ранжированных описаний).
Анализ полученной выборки описаний задач (если выборка не удовлетворяет
пользователя, то в постановку задачи вносятся изменения, и делается новый запрос).
Процедура планирования решения задачи включает следующие этапы:
В подсистеме ассоциативного поиска производится формирование запроса для
поиска описаний подзадач.
Блок управления для каждой из обнаруженных близких типовых подзадач (где
формируется запрос) для поиска описаний составляющих подзадач и других компонентов.
По результатам серии запросов формируется схема (план) решения задачи и
выводится на пользовательский интерфейс (управляющая подсистема осуществляет
контроль алгоритмов, включенных в схему решения, на совместимость по типам входных и
выходных данных, назначает начальные значения параметров алгоритмов).
Корректировка пользователем (включая системы с элементами искусственного
интеллекта) сформированной схемы решения и параметров алгоритмов. В результате
формируется программа, составленная на макроязыке системы обработки и анализа
изображений.
Компиляция и запуск пользователем программы на исполнение и осуществление
оценки предварительных результатов решения задачи. По результатам оценки
осуществляется введение новых описаний задачи в базе знаний и проверка
непротиворечивости вводимых знаний уже имеющимся в базе, включая опорную
информацию.
База знаний ЦПС включает, в частности, базовые средства для обработки данных:
аффинные преобразования, преобразования Фурье, матричную фильтрацию, выделение
яркостных переходов и контуров, методы вычисления признаков распознавания и
сегментации, методы анализа текстур, алгоритмы распознавания и принятия решений и пр.
МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ОБНАРУЖЕНИЯ И РАСПОЗНАВАНИЯ ОБЪЕКТОВ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ ПРИ ДИСТАНЦИОННОМ
ЗОНДИРОВАНИИ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Храмов В.В.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Methods and models of detection and recognition of objects for agricultural purposes
in remote sensing of the earth surface. Khramov V.V.
The methods of image formation of underlaying surface, selection of
informative indications of detection and identification of target objects are considered in the article.
Mathematical models of these object and models of background information are chosen and
appreciated.
Одним из возможных путей обеспечения точности решения задачи распознавания
объектов земной поверхности средствами воздушно-космического мониторинга является
использование источников внешней информации. При этом подходе к обработке внешней
информации обеспечивается уменьшение размеров сопоставляемых эталонных и текущих
массивов информации, осуществляется сжатие исходных данных об изображениях
подстилающей поверхности и формируется описания объектов изображений на языке
признаков. В докладе формулируется задача мониторинга объектов сельхозназначения из
космоса.
Пусть известна (дана) база шаблонов распознаваемых символов, характеризуемая
H  H 1 , H 2 ,..., H k 
множеством эталонов изображений
и пусть с помощью
151
~
 ~ ~
H i   H i1 , H

средств наблюдения получено множество изображений
из предъявляемых объектов H i .
Требуется
при
заданных
ограничениях
производительности
i2
~
~

,..., H il 

на объем памяти
Bпстр  Bпс max
найти
для каждого
Etp  E max
и
вычислительных
средств
оптимальную
A  A1 , A2 ,..., Aq 
последовательность алгоритмов
, такую, что
~
 
F1  A1  H i , F2  A2 ( F1 ),..., Fq  Aq ( Fq 1 ), R  R ( Fq )
 
, обеспечивающую достижение
N прав
P( R ) 
 Ptp
N

требуемого уровня достоверности распознавания
где Fr (r  1, q ) - результат r-го шага обработки внешней информации;
R 
- -е решение об идентификации и или об отказе от идентификации;
N прав
- число правильных принятий решения об идентификации из общего числа
принимаемых решений N  .
Выделяют два подхода к решению указанной задачи, каждый из которых может быть
использован как самостоятельно, так и вместе с другим, в зависимости от конкретных
требований, предъявляемых к системе обработки информации.
~
Hi
Первый заключается в том, что над информацией об изображении
осуществляется
операция сжатия с помощью разложения в ряды по ортогональным функциям. Помимо
уменьшения требуемого уровня емкости памяти для описания хранимых в БД эталонов
изображений, такой подход позволяет эффективно реализовывать операции распознавания, а
также, при необходимости, восстанавливать исходную форму изображений с высокой
точностью. Эта точность, равно как и информационные свойства коэффициентов
разложения, существенно зависят от параметров базисов разложения. Успешный выбор этих
параметров позволяет, не снижая качества восстанавливаемого изображения добиться
большего его сжатия, а, следовательно, и меньшего объема памяти бортового компьютера,
требуемой для хранения эталонной информации.
В докладе предложена методика выбора параметра базиса ортогонального
разложения. Дан краткий обзор существующих технических и технологических средств
дистанционного зондирования Земли, определяющих методы и модели обработки данных
при воздушно-космическом мониторинге отдельных территорий. Рассмотрены вопросы,
связанные с математическим описанием предметной области, построением моделей,
описывающих свойства изображений земной поверхности. Предлагаются модели шумов,
которые накладываются на формируемые изображения.
Приведены процедуры формирования признаков опорных ориентиров для
нахождения координат и распознавания интересующих исследователя объектов
сельскохозяйственного назначения.
152
ДИСТАНЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО
НАЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
РЕГИОНА
Миронова O.A.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Remote monitoring of agricultural land to ensure food security in the region.
Mironova O.A.
Key factors determining the state of the economy of the region is its specialization and the
structure of the economy. One of the promising sources of current information about the parameters
of agricultural production is a space monitoring of agricultural lands, enabling control over the use
of land resources and promptly transmit to the interested public and commercial structures objective
data about the parameters of agricultural production.
Ключевыми факторами, определяющими состояние экономики региона, является
его специализация и структура хозяйства. Особенностью современной региональной
организации реального сектора экономики России является присутствие практически во всех
регионах страны предприятий агропромышленного комплекса (АПК). Известно, что уровень
развития сельскохозяйственного производства оказывает прямое воздействие на состояние
продовольственной безопасности - одной из важнейших структурных составляющих
экономической безопасности любой страны.
В России устойчивой тенденцией последних десятилетий стало нарастание проблем в
области развития сельского хозяйства, что обострило угрозы продовольственной и
экономической безопасности не только на макро-, но и на мезоуровне. Открытие российской
экономики, а также тенденции деградации в сфере АПК в конце ХХ века привели к
неоправданному расширению агрессивного продовольственного импорта и роста
зависимости отечественного рынка от зарубежных поставок продовольственных товаров. В
настоящее время введение взаимных торгово - экономических санкций Россией, США и ЕС,
обусловленное военным конфликтом
в Украине, приведет к сокращению
продовольственного импорта в нашу страну. Это актуализирует проблему укрепления
продовольственной безопасности и ее важнейшей компоненты - продовольственной
независимости на макро- и мезоуровне.
Одним из перспективных источников получения текущей информации о
параметрах
аграрного
производства
является
космический
мониторинг
сельскохозяйственных земель, позволяющий осуществлять контроль за использованием
земельных ресурсов и оперативно передавать заинтересованным государственным и
коммерческим структурам объективные данные о параметрах сельскохозяйственного
производства.
Сельское хозяйство является одной
из наиболее перспективных сфер для
использования данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), в том числе в целях
повышения интенсификации животноводческого и особенно растениеводческого
производства. Сельскохозяйственные культуры хорошо проявляются на космических
снимках, ничем не скрыты, одноярусны, хорошо дешифрируются как по текстуре, так и по
спектральным характеристикам.
Первоочередными задачами, которые необходимо решить с помощью данных ДЗЗ в
аграрном секторе экономики России, являются инвентаризация сельхозугодий и создание
специальных тематических карт. Сельхозугодья, а также брошенные, засоренные,
зарастающие (в том числе лесной растительностью) земли хорошо дешифрируются по
текстуре изображения. Наличие большого массива архивных снимков также может оказать
существенную помощь. Например, если сравнить снимки Landsat 1990-х годов с
153
современными, то несложно выявить земли, пришедшие в негодность и требующие
значительных финансовых вложений для возвращения в оборот.
В настоящее время в НОУ ВПО Институт управления, бизнеса и права (г. Ростов-наДону) дан старт проекту «Спутниковый мониторинг аграрного развития территорий»
(СМАРТ), целью которого является обеспечение представителей аграрного бизнеса,
региональных органов власти, других заинтересованных сторон объективной информацией о
сельскохозяйственном производстве. Данные мониторинга позволят произвести
объективный расчет агротехнических и агрохимических мероприятий по каждому полю.
Программа систематизации и обработки данных спутникового мониторинга позволяет
модернизировать ее возможности с учетом пожеланий и удобства пользователей для
решения их индивидуальных задач.
Также одной из задач сельскохозяйственного мониторинга является контроль за
соблюдением севооборота, поскольку эффективное сельскохозяйственное использование
земель возможно при его соблюдении, предполагающем чередование посевов различных
культур и чистого пара.
Для обеспечения функционирования мониторинга внедряются новые средства и
технологии, системы наблюдений, сбора и обработки информации, в том числе на основе
данных дистанционного зондирования Земли как наиболее объективных и оперативных в
применении, что позволяет одновременно вести наблюдение за использованием земли, а
также давать прогноз развития сельскохозяйственных культур и величины потенциального
урожая.
Таким образом, использование технологий космического дистанционного
мониторинга земель сельскохозяйственного назначения позволит существенно повысить
уровень продовольственной безопасности за счет реализации возможностей более точного и
детализированного прогноза тенденций развития и предотвращения возникающих угроз и
рисков в сфере сельскохозяйственного производства и агропромышленного комплекса
России и ее регионов.
СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ИННОВАЦИОННЫХ СПУТНИКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В АГРАРНОМ СЕКТОРЕ
Литвинова И.Н.
(СКФ МТУСИ)
Socio-economic importance of the use of innovative satellite technologies in the
agricultural sector. Litvinova I.N.
In this Abstracts presented the current state and problems of agricultural sector, shows the
priorities for its modernization using modern satellite technology and its socio-economic
importance.
Стратегическое направление государственной политики в области применения
результатов космической деятельности (РКД) в развитие сельского хозяйства, как системы
национальной
продовольственной
безопасности,
всегда
являлось
предметом
государственной политики современной России, однако, именно за последнее время вышел
ряд основополагающих документов, которые показывают значительную динамику развития
данного направления в политике государства.
В современных условиях эффективное управление агропромышленным комплексом
страны невозможно без наличия объективной и своевременной информации о состоянии
сельскохозяйственных угодий. В настоящее время традиционная система обеспечения
оперативной информацией органов управления федерального, областного и районного
уровней, опирающаяся на данные государственных статистических служб и сеть
154
агрометеорологических станций, работает недостаточно эффективно. Статистическая
информация передается самим производителем и поэтому во многих случаях не является
объективной, а редкая сеть агрометеостанций не в состоянии оценивать все необходимые
параметры для эффективного управления сельскохозяйственным производством.
Сегодня изложенная проблема стала решаемой, информационная система управления
растениеводством позволяет на основе данных космического мониторинга проводить оценку
состава посевных площадей по культурам с высокой степенью детализации – по
конкретному району или территории сельского поселения, отдельному хозяйству и даже
полю. Эта технология позволяет, используя спутниковую систему, отслеживать всё
происходящее на сельских территориях с детальной последовательностью и выстраивать
наиболее удобную для информационного обеспечения схему.
Необходимость расширенного внедрения технологий спутникового мониторинга в
практическую сельскохозяйственную деятельность обусловила возникновение пилотного
проекта СМАРТ (спутниковый мониторинг аграрному развитию территорий), целью
которого является внедрение высокоэффективной информационно – аналитической системы
независимого мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Разработанная информационная система позволяет на основе данных космического
мониторинга проводить оценку состава посевных площадей по культурам с высокой
степенью детализации – по конкретному району или территории сельского поселения,
отдельному хозяйству и даже полю. Эта технология позволяет, используя спутниковую
систему, отслеживать всё происходящее на сельских территориях с детальной
последовательностью и выстраивать наиболее удобную для информационного обеспечения
схему.
Информация, полученная в результате дистанционного зондирования Земли, дает
четкие и правдивые данные о структуре и объемах посевных площадей. И не только что
посажено, где и сколько, а еще и какой урожай получен. Давно не секрет, что кроме
официальной статистики существуют так называемые «серые», «черные» и прочие цветные
схемы агропромышленного производства. А сколько обличается неучтенных полей!
Современная технология дает возможность сформировать такую систему, которая
отслеживает все эти моменты полностью.
Однако космический мониторинг – это не только контрольные функции, это широкий
спектр услуг для эффективной работы сельхозпроизводителя. Использование
возможностей пилотного проекта уже позволило в ряде районов Ростовской области
развить инновационный потенциал, в том числе, и для будущего перехода к технологиям
точечного земледелия, включая:
Отражение реальной структуры и объемов посевных площадей;
Получение достоверной информации для оценки биохимического состояния и
производственного потенциала сельхоз земель;
Отслеживание комфортности зимовки, с учетом агрометеорологических данных;
Прогноз урожайности и наблюдение функционирования хозяйства в течение всего
фенологического цикла;
Построение системы целевого мониторинга возникновения опасных явлений
антропогенного и природного характера на землях с/х назначения;
Уникальная возможность наблюдения и прогнозирования урожайности в разрезе
каждого конкретного поля и др.
Подводя итог, следует подчеркнуть, что информационные технологии, основанные
на космическом мониторинге, обеспечивают полную достоверность информации при
большом временном и пространственном охвате, а также высокий уровень адаптивности к
запросам потребителя. Сегодня они стали доступны для использования не только органами
власти и местного самоуправления, но и самым главным звеном системы аграрной
промышленности – сельхозтоваропроизводителем.
155
СУБОПТИМАЛЬНОЕ ОЦЕНИВАНИЕ ВОЗМУЩЕННЫХ ЭФЕМЕРИД
НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ
Лукасевич В.И.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Suboptimal
estimation
of
perturbed
ephemeris
navigation
satellites
Lukasiewicz V.I
The accuracy of determination of motion parameters of any object of machinery at the
navigation messages of satellite navigation systems (SNS) largely depends on the accuracy of the
ephemeris data used in the existing algorithms of processing of satellite measurements (especially
for
high-speed
harvesters,
tractors
and
the
like).
In this regard, the report considered the possibility of constructing algorithms for estimating the
current parameters of the real - perturbed, motion of satellites on workstations using the navigation
measurements coming from the satellites for consumers.
Точность определения параметров движения любого объекта сельхозтехники по
навигационным сообщениям спутниковых навигационных систем (СНС) в значительной
степени зависит от точности эфемеридных данных, используемых в существующих
алгоритмах обработки спутниковых измерений (особенно для скоростных комбайнов,
тракторов и т.п.). В свою очередь, текущее определение эфемерид осуществляется с
ошибкой, зависящей от типа используемой СНС (GPS или ГЛОНАСС), степени учета
возмущающих факторов, влияющих на положение спутников, частоты обновления данных и
пр. и может достигать даже на небольших интервалах времени значительных величин.
В связи с этим в докладе рассмотрена возможность построения алгоритмов оценки
текущих параметров реального – возмущенного, движения спутников на рабочих станциях с
использованием навигационных измерений, поступающих от спутников для потребителей.
Решение поставленной задачи проведено для двух случаев СНС:
- СНС с высокой частотой поступления навигационных сообщений (например,GPS);
- СНС с низкой частотой поступления навигационных сообщений (например,
ГЛОНАСС - с частотой 0.5 Гц).
В качестве базового алгоритма вычисления спутниковых навигационных параметров
рассмотрен алгоритм СНС ГЛОНАСС.
В качестве наблюдателей параметров состояния спутника используются сигналы
кодовых измерений (псевдодальности) и доплеровских измерений (псевдоскорости) от
наблюдаемого спутника.
При решении поставленной задачи для непрерывного случая - СНС с высокой
частотой поступления навигационных сообщений, был использован обобщенный
(нелинейный) фильтр Калмана. Разработанный алгоритм за счет учета динамики спутника и
субоптимальной обработки случайных возмущений эфемерид и помех спутниковых
измерений позволяет обеспечить, как показано при моделировании, значительно большую
точность оценки навигационных параметров спутника.
При низкой частоте поступления навигационных сообщений считать спутниковые
измерения непрерывными нельзя, поэтому необходимо решать задачу апостериорного
оценивания навигационного вектора спутника уже методами теории непрерывно-дискретной
стохастической фильтрации.
В соответствии с этим, в исследуемом случае на интервалах между дискретными
спутниковыми измерениями для оценки вектора состояния спутника использовались
уравнения априорного нелинейного непрерывного оценивания, а для оценки его
навигационного вектора в моменты приема измерений – гауссовский алгоритм дискретного
156
оценивания навигационных параметров спутника по спутниковым измерениям. По
сравнению с алгоритмом непрерывной оценки применение непрерывно-дискретной схемы, с
одной стороны, требует меньших вычислительных затрат, но с другой, оказывается менее
точным, т.к. измерительная информация используется только через заданные временные
интервалы (при сравнении ГЛОНАСС и GPS– в 200 раз реже), внутри которых схема оценки
эфемерид не отличается, по существу, от традиционного алгоритма.
Для иллюстрации эффективности предложенного подхода было проведено
моделирование предложенных алгоритмов фильтрации на временном интервале
t  0;1000 с
с шагом t=0,01с методом Рунге-Кутты 4-го порядка. В качестве модели
помех измерений и возмущающих ускорений спутника был использован аддитивный
гауссовский вектор-шум с нулевым матожиданием и интенсивностью для: кодовых
измерений – (10 м)2с, доплеровских измерений - (0.25 м/с)2с, возмущающих ускорений - (
3 105 м/с2)2с. По окончании временного интервала моделирования максимальные ошибки
оценки эфемерид спутника составили:   8,5 м,   12,4 м,   8,1 м (при
использовании
традиционного
алгоритма,
соответственно:
  32 м,   38,5 м,   25,4 м ), что свидетельствует о возможности весьма
эффективного практического использования предложенного подхода.
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ АЛГОРИТМОВ
БОРТОВЫМ КОМПЬЮТЕРОМ ПРИ ДИСТАНЦИОННОМ ЗОНДИРОВАНИИ
ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Ковтун О.Г., Храмов В.В.
(ФГБОУ ВПО РГУПС, НОУ ВПО ИУБиП)
Method of monitoring the correct execution of the algorithms on-board computer for
remote sensing of the earth surface. Kovtun J.G., Khramov V.V.
The paper discusses and examines how the implementation of hardware and software for
operational monitoring of the correct implementation of data processing algorithms for remote
sensing of the earth surface. Selected and evaluated by a mathematical model of the control of the
reliability of the obtained data.
В процессе работы бортового компьютера (БК) осуществляется разбитие программы
на отдельные линейные участки (структурная сегментация), детерминируется "поведение"
БК при прохождении этих участков, регистрируется строго определенное количество
импульсов, заранее известное для данного линейного участка.
Известные способы (Патент США N 3810120кл.340172.5,1974, авторское
свидетельство СССР N 1019451, кл. G 06 F 11/00) позволяют контролировать выполнение
всех операций на линейном участке. Используется стековый механизм заполнения и
восстановления в связи с реакцией на прерывания. Недостатком этих способов является
невозможность обнаружения ошибки перехода. Например, если в результате сбоя в линии
связи либо в согласующем блоке и т.п. в процессор вместо одной команды управления
условного или безусловного характера поступает другая, допускающая исключение из
работы некоторого участка программы, то эта ошибка не будет обнаружена, так как
устройство контроля, предложенное в известных способах, не контролирует правильность
выполнений условий переходов.
Предлагаемый терминальный способ контроля бортового компьютера
(Рис.1)позволяет повысить достоверность контроля за ходом вычислительного процесса в БК
с шинной организацией за счет ассоциативного сравнения в начале каждого линейного
157
участка (ЛУ) программы адреса (А) команды (К), выполненной перед К, соответствующей
началу ЛУ с набором А команд, допустимым для данного ЛУ. Допустимый набор А
формируется в ходе трансляции программы и записывается в специальный блок памяти
отдельно для каждого ЛУ. В ходе выполнения программы при обнаружении блоком
контроля "разветвлений" начала ЛУ информация о приемлемых адресах К поступает в
регистр. В схеме сравнения она сравнивается с А предыдущей К программы. Если среди
допустимых отсутствует А, совпадающий с А последней выполненной К, то вырабатывается
сигнал прерывания, который подается в процессор.
Рис.1 – Схема реализации терминального способа контроля правильности выполнения
алгоритма
Реализация предлагаемого подхода позволяет существенно повысить достоверность
результатов выполнения бортовых алгоритмов, что необходимо и даже критично при
решении задач оперативного мониторинга земной поверхности.
МЕТОДИЧЕСКИЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ИДЕНТИФИКАЦИИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ ПРИ
ДИСТАНЦИОННОМ ЗОНДИРОВАНИИ ЗЕМЛИ
Соломатин Б.Н.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Methodological and algorithmic means of improving the efficiency of identification of
complex systems for remote sensing. Solomatin B.N.
The problem of increasing the efficiency of identification of complex systems for remote
sensing to predict the yield of major crops relevant to virtually all modern agricultural enterprises.
Potential its solutions are the basis for effective soil fertility, development and implementation of
innovative methods of farming, sustainable use of soil and climatic resources.
158
Проблема повышения эффективности идентификации сложных систем при
дистанционном зондировании земли для прогнозирования урожайности основных
сельскохозяйственных культур актуальна практически для всех современных
сельскохозяйственных предприятий. Возможные перспективы ее решения лежат в основе
повышения эффективного плодородия почвы, разработки и внедрения инновационных
приемов агротехники, рационального использования почвенно-климатических ресурсов. Это
основные факторы, регулирование и оптимизация которых ведут к наиболее полному
использованию генетического потенциала сортов и гибридов сельскохозяйственных культур
и соответственно обеспечению наиболее высокой продуктивности возделываемых земель. В
настоящее время в отдельных сельскохозяйственных регионах России активно внедряются
методы точного
земледелия с использованием дистанционных данных. Оперативно
получаемые высокодетальные космические снимки позволяют быстро получить
достоверную информацию о состоянии посевов на различных стадиях полевых работ и, в
конечном счете, прогнозировать урожайность. Целью такой работы в основном является
оценка эффективности использования дистанционных методов в сельском хозяйстве.
Разрабатываемые средства предоставляют возможность повышения эффективности
определения фактической площади сельхозугодий, на основе космических снимков,
определения вегетационного индекса NDVI для всех основных типов сельхозкультур,
выявления зависимости урожайности
от максимального накопления фитомассы,
автоматического дешифрирования
типов сельхозкультур на неизвестных участках,
прогнозирования урожайности для полей с определенными, по снимкам из космоса типам
сельскохозяйственных культур. Используя алгоритмы, которые разрешают рассчитать
температуру Земной поверхности (Т, С0), на основе многозональной съемки, появляется
возможность создавать дневные температурные карты территории. Полученная информация
разрешает оперативно отслеживать повышение температуры и одновременно, с учетом
влагосодержания, сигнализировать о критическом снижении влаги на сельскохозяйственных
территориях.
Практическая значимость заключается в том, что результаты моделирования на
основе разработанного метода позволяют выполнять корректную сегментацию изображений
неоднородной сегментной структуры, что обеспечивает универсальность применения в
прикладных задачах, оптимизировать функционирование системы анализа изображений по
показателям точности, временных затрат и управляющих воздействий. разрабатываемое
программное обеспечение количественного анализа растровых изображений на основе
фрактальных размерностей, позволит повысить эффективность исследований различных
снимков при ДЗЗ.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПОДГОТОВКЕ ИННОВАЦИОННЫХ КАДРОВ
ДЛЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ
Вострокнутов И.E., Розанов Д.С.
(CASIO)
Modern technology in the preparation of innovative personnel for the regional
economy. Vostroknutov I.E., Rozanov D.S.
Currently one of the main trends of the development of Informatization of education in most
of the civilized countries of the world becomes the combined use of interactive technologies in
teaching.
В настоящее время одной из главных тенденций развития информатизации
образования в большинстве цивилизованных стран мира становится комплексное
159
применение средств интерактивных технологий в обучении.
Известно, что существует как минимум две модели применения интерактивных
технологий в обучении. Первая модель – это применение интерактивных технологий в
рамках традиционной системы обучения в качестве интерактивного средства поддержки и
сопровождения процесса обучения. Следует отметить, что в вузовской практике обучения
данная модель была и остается доминирующей. Преподаватели охотно применяют
мультимедиа проекторы (реже интерактивные доски и интерактивные панели) для чтения
лекций с использованием презентаций и для объяснения учебного материала при проведении
лабораторных и практических занятий. И этим обычно ограничиваются.
Дидактические возможности современных интерактивных средств обучения
настолько широки, что эта модель не позволяет в полной мере повысить эффективность и
качество обучения. Сейчас более актуальна вторая модель – это построение учебного
процесса исходя из целей обучения и дидактических возможностей интерактивных средств
обучения. Именно она в полной мере позволяет раскрыть дидактические возможности
интерактивных средств обучения, значительно повысить качество образования.
Главной проблемой широкого внедрения второй модели применения интерактивных
технологий в вузах является косность и консерватизм большого числа преподавателей и
слабая подготовка в области теории и методики обучения, особенно с использованием
современных средств и методов обучения. Известно, что таких специалистов очень мало в
вузах вообще, а технических и экономических специальностей особенно.
Тем не менее, для школьного обучения уже разработаны основные теоретические
положения в области комплексного применения интерактивных досок, средств
индивидуальной работы учащихся и систем оперативного контроля знаний учащихся в
составе интерактивного предметного кабинета. Имеются технологические и методические
решения и внедрения их во второй модели применения интерактивных технологий в
обучении.
Современный интерактивный кабинет должен иметь минимум три составляющие:
интерактивная доска на основе электромагнитных технологий с проектором хорошего
разрешения и яркости (не менее 2000 люмен) и достаточно производительным компьютером
(желательно двухядерным с объемом оперативной памяти не менее 2 Гб и хорошей
видеокартой);
средства индивидуальной работы учащихся по профилю предмета на основе
современной микропроцессорной техники;
системы оперативного контроля знаний учащихся.
Перейдем к рассмотрению средств индивидуальной работы учащихся, поскольку, во
многом они определяют профиль интерактивного кабинета. Так для вузовских
интерактивных кабинетов математических и экономических предметов целесообразно
использовать
графические
калькуляторы
и
математические
микрокомпьютеры
CLASSPadфирмы CASIO (рис.1).
Графические калькуляторы называются калькуляторами в силу привычки, по своим
же функциональным характеристикам и дидактическим возможностям они являются
математическими микрокомпьютерами. Они имеют большой жидкокристаллический
дисплей и все основные элементы интерфейса компьютера. Графические калькуляторы
позволяют строить графики функций в прямоугольных и полярных координатах, графики
параметрических функций и заданных в виде неравенств, строить динамические и
конические графики, а так же графики рекурсий. Они позволяют исследовать функции:
определяют максимум и минимум, точки пересечения графика функции с осями координат,
точки пересечения двух графиков (перемещение по линии графика с отображением
координат, увеличение/уменьшение, выбор области для масштабирования), могут
одновременно отображать графики функции и таблицы значений функции. Они имеют более
250 встроенных математических, статистических и экономических функций и многое другое.
160
Рис. 1. Графический калькулятор CASIOfx-CG20 и CLASSPadfx-CP400
CLASSPad – это более мощное вычислительное средство, специально
предназначенное для обучения математическим и экономическим предметам. Он имеет
большой сенсорный дисплей, стилус и софт, сильно напоминающий MathCad. С другой
стороны, в нем нет тех избыточных для обучения возможностей, которые делают MathCad
сложным для студентов.
Преимуществом таких средств индивидуальной работы студентов является
компактность этих технологий и быстрая готовность к работе. Достаточно нажать лишь
несколько кнопок и можно приступать к выполнению учебных задач. Имеются
полнофункциональные программные эмуляторы для работы с интерактивной доской, что
значительно расширяет их дидактические возможности. Не случайно, они нашли широкое
применение в практике обучения во всем мире и стали привычным инструментом для
студентов ведущих информационно-развитых стран мира, таких, как Япония, США,
Германия, Франция, Великобритания, Скандинавские страны. Все большее применение они
находят и в отечественной практике обучения.
Отметим, что графические калькуляторы и CLASSPadкомпании CASIO широко
применяются специалистами в своей профессиональной деятельности во всем мире. Они
должны стать эффективными средством подготовки инновационных кадров России для
региональной экономики.
Безусловно, внедрение таких технологий в практику обучения вузов требует
пересмотр методики обучения, пересмотр содержания обучения и изменение его структуры.
Требуются новые учебные пособия для студентов и методические материалы для
преподавателей. Разработке учебных и методических пособий для обучения математическим
161
и экономическим предметам сегодня уделяется главное внимание научным отделом
Московского представительства компании КАСИО Европа ГмбХ.
МЕТОДОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ КОНКУРЕНТНЫХ КЛАСТЕРОВ В СФЕРЕ
ОБРАЗОВАНИЯ
Харченко В. Н.
(РИЗП)
The methodology of development of competitive clusters in the field of education
Kharchenko V. N.
The realization mechanism in educational activity innovative conceptual clustering models
of creation of research and entrepreneur university is considered and results of the analysis of
applicability of the conceptual ideas providing formation and competitive development of not state
high school, realizing this model are resulted.
Актуальность научной проблемы выражается в том, что в современной научной
литературе анализирующей проблемы отраслей наук используются категории ещё не в
полной мере применимые в педагогической науке. Среди них, такие как кластер, теория
конкурентных кластеров, кластерный анализ, конкурентное преимущество, интегрированная
модель вуза, инновационная ориентированность, конкурентное преимущество, рынок
образовательных услуг. В самой же педагогике схожие по содержанию процессы
анализируются при помощи категорий: теоретическая схема, педагогическая парадигма,
модель и др. Основное препятствие взаимному проникновению категорий из одной науки в
другую не имеет чётких границ и в значительной мере сводится к отрицанию педагогикой
самого факта образовательного процесса как процесса предоставления услуг. Однако нами
утверждается, что рынок образовательных услуг имеет характерные отраслевые отличия от
других секторов рынка, проявляющихся в особенностях содержания, технологий и условий
реализации образовательных услуг, профессиональных компетенций сотрудников
учреждений сферы образования, составе заинтересованных сторон рынка образовательных
услуг. При этом не подвергнут сомнению тот факт, что по содержанию образовательная
услуга является единством обучения и воспитания, и утверждается, что она не перестает
быть объектом рыночной заинтересованности различных экономических субъектов и,
следовательно, предметом конкурентного взаимодействия этих субъектов.
В теоретическом исследовании рынка образовательных услуг мы выделяем несколько
подуровней организации знания: частные теоретические модели и законы, выступающие в
качестве теорий ограниченной области; развитые научные теории, которые включают
частные теоретические законы в качестве следствий. На этой методологической основе
предлагается построение и развитие конкурентных кластеров в сфере образования в
соответствии с поставленной в заглавии статьи задачи. Теоретические знания организуются
вокруг «теоретической модели» и теоретического закона и обусловливают строение модели
основанной на знаниях. Далее необходимо определиться с логикой соотношения категорий
и установить приемлемые связи педагогики с другими науками.
Следует заметить, что кластерный подход служит основой для создания новых форм
объединения знаний. Политика с ориентацией на кластеры стимулирует возникновение
«новых моделей» и косвенным образом поддерживает их, особенно в сфере образования и
научно-исследовательских работ, а также через внедренческие посреднические центры.
Обратившись к реалиям современной России можно заметить, как и в любом секторе рынка,
на рынке образовательных услуг отмечается большое разнообразие вузов. Это разнообразие
достигается не путем искусственного выделения ведущих, ведомых и других вузов, а
вследствие стихийного формирования конкурентных кластеров, в основе которого лежит
162
разнообразие направлений самостоятельного поиска путей повышения конкурентной
устойчивости на рынке. Разнообразие видов вузов во всем мире является следствием
стремления их к осознанию и упрочению своего конкурентного положения среди
конкурентов по образовательной деятельности и к получению признания своей
конкурентоспособности в глазах окружения
Обращаем внимание на необходимость осмысления методологии развития кластеров
в сфере образовательной деятельности. При построении прогностической педагогической
интеграционной модели частного вуза – Ростовского института защиты предпринимателя
(РИЗП), нами было установлено ее тяготение к исследовательскому кластеру, что объяснимо,
поскольку, таким образом, удается отстаивать и внедрять в общественное сознание образ
результативной, инновационной научно-педагогической школы.
Структура функционирования исследовательско-образовательного кластера (ИОК),
сформированного на основе интегрированной модели частного вуза включает такие
компоненты как концептуальные идеи интегрированной модели, и базовые принципы
взаимодействия партнеров: 1. Ресурсный, конкурентный потенциал; 2. Мобильность в
предоставлении образовательных услуг; 3. Сетевая парадигма кластера; 4. Образовательные
и иные услуги в условиях конкуренции; 5.Совместные маркетинговые функции партнеров
кластера; 6. Мониторинг перспектив развития рынка образовательных услуг. Процесс
реализации базовых принципов взаимодействия партнеров осуществляется при помощи
таких совместных структур как отдел маркетинга кластера, служба качества кластера, отдел
контроллинга совместных функций кластера.
Анализируемый нами кластер позволяет оптимально использовать принципы
необходимости поддержания устойчивого конкурентоспособного развития за счет общего
ресурсного конкурентного потенциала, мобильности в предоставлении образовательных
услуг, сетевой парадигмы создания и функционирования кластера, совместных
образовательных услугах, активного использования современных маркетинговых функций,
мониторинга перспектив рынка образовательных услуг, определение пути и средства
укрепления конкурентоспособности его партнеров. Кластер ориентирован на включение в
его
структуру
любого
образовательного
учреждения,
стремящегося
быть
конкурентоспособным, он понятен партнерам, желающим объединиться в этой структуре для
совместных отношений при сохранении юридической самостоятельности. Эта структура
кластера нами предложена с той целью, чтобы учесть не только сегодняшние потребности
образования, производства, науки и культуры, но и прогностические предположения
будущих, быстро растущих, потребностей.
Таким образом, нами предложено концептуальное видение процесса становления
и развития регионального межвузовского образования в виде исследовательскообразовательного кластера; введено понятие «парадигма исследовательско-образовательного
кластера», которая
представляет собой конкурентный региональный кластер
образовательных учреждений, в состав которого могут войти как отечественные, так и
зарубежные вузы;
обоснована инновационная кластерная структура рыночной
конкуренции в виде ИОК в сфере образования, которая основана на открытом и
долгосрочном взаимодействии вуза другими субъектами макро и микросреды
образовательного и других отраслевых рынков.
163
ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК
СОСТАВЛЯЮЩАЯ АКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕГИОНОМ
Кравченко О.Ю., Акперов И.Г.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Information and communication technologies as a component of active management of
the region. Krawcnenko O.J., Akperov I.G.
Authors pointed out some problems in state management system A model of new selforganizing system of state management was given.
В настоящее время проблема дестабилизации обстановки вблизи Ростовской
области, в частности, да и в близи Российской Федерации в целом указывает на
необходимость переходить от системы пассивного менеджмента (управление идёт
реактивным путём, иными словами следует реакция на внешний поток событий) в регионе к
формированию концепции активного (созданию авторского потока событий) управления
областью.
В связи с этим целью данной работы явилась попытка смоделировать концепцию
активной системы управления регионом и выдвижение планов по её достижению. Для
реализации поставленной цели необходимо было решить ряд задач:
- выдвижение приемлемой формы активного управления регионом;
- исследование степени информатизации региона;
- выявление недостатков системы;
- формулировка рекомендаций к построению концепции системы активного
управления регионом.
В настоящее время многие успешные системы, как в гражданском, так и в военном
секторах экономики,используют функцию самоорганизации.Ответственное за направление
развития лицо– куратор –ставит перед системой какую-либо цель. Все исполнители
(элементы системы) существуют в рамках единого информационного поля. Каждый из
исполнителей пытается достичь поставленной цели. Информация о действиях каждого
исполнителя поступает в единый центр обработки данных (ЦОД) непосредственно от него
(самого низшего звена в иерархии). Эту информацию видят как все исполнители, так и
куратор. Данная систем прозрачна: видны действия любого исполнителя и использование
ресурсов каждым элементом системы. Также одним из существенных преимуществ такой
организации является возможность координации своих действиймежду исполнителями
минуя куратора. В случае ненадлежащего использования ресурсов или нелояльных к целям
системы действий,куратор может наложить вето на действие любого элемента, а рядовые
члены могут подать сигнал о возможном отклонении от общей цели. Из данной модели
видно, что куратором должен быть государственный служащий, исполнителями же должны
быть частные лица или компании. ЦОД должен также принадлежать государству.
Для исследования степени информатизации региона можно воспользоваться [1], где
сказано, что все органы государственной власти и местного самоуправления имеют
стопроцентное подключение к системе электронного документооборота региона. В то же
время доля органов государственной и муниципальной власти, имеющих отделы
информационно-коммуникационных технологий составляет 52 % и 8 %, соответственно.
Понятно, что существующая система не имеет должной обратной связи, является
директивной, сильно зависит от руководителя. Для перехода на предложенную в статье
систему необходимо выстроить базис для активного управления регионом. Этим базисом
будет единое информационное поле органов государственной и муниципальной властей.
Имея необходимую платформу, позволяющую выстраивать нужную систему управления,
следует решить ряд задач:
164
- построить ЦОД под каждую задачу;
- организовать доступ к этим ЦОД всем компаниям, работающим на одну задачу;
- провести реорганизацию штата госслужащих с целью перенаправления кадров для
поддержки сетей связи и доступа к ЦОД.
РАЗВИТИЕ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ИНТЕРЕСАХ СИСТЕМНОЙ
МОДЕРНИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ РЕГИОНОВ
Акперов И.Г.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Development of innovative activity for system modernization of economic regions. I.G.
Akperov
In the modern socio-economic and political conditions and prospects of modernization of
economy of the Russian Federation and the country as a whole is determined not only successful
technological upgrading all of the production sector on the basis of the results of scientific-technical
and innovation activities and the formation of high-tech industries, but also from business and
managerial innovations, integrating and involving all the sectors of economy innovative
development
В современных социально-экономических и политических условиях перспектива
модернизации экономики субъектов Российской Федерации и страны в целом определяется
не только успешным технологическим обновлением всей производственной сферы на основе
результатов научно-технической и инновационной деятельности и формированием
высокотехнологичных производств, но и от организационно-экономических и
управленческих нововведений, объединяющих и вовлекающих все отрасли и сектора
экономики в инновационное развитие. Попытки осуществить это посредством создания
национальной и региональной инновационной системы не увенчались успехом. Как показала
практика, формирование и развитие инновационной системы не позволило решить такие
системные проблемы, как: наличие низкого спроса со стороны реального сектора экономики
на перспективные – с точки зрения их коммерческого применения – результаты научнотехнической деятельности; слабость кооперационных связей между научными
организациями, учреждениями образования и производственными предприятиями, в т.ч. на
уровнях системы воспроизводства научных кадров, подготовки специалистов под
конкретные направления инновационной деятельности; низкая информационная
прозрачность инновационной сферы, прежде всего, недостаток информации о новых
технологиях и возможных рынках сбыта принципиально нового (инновационного) продукта,
а также – для частных инвесторов и кредитных организаций – об объектах вложения
капитала с потенциально высокой доходностью; недостаточный уровень развития малого и
среднего инновационного предпринимательства; недооценка отраслевыми министерствами,
курирующими деятельность предприятий и организаций, социально-экономической
значимости развития инновационных процессов в регионе, что приводит к не всегда
обоснованному выбору приоритетных направлений бюджетной поддержки.
Таким образом, представляется, что инновационные процессы не могут быть
активизированы и стимулированы одними лишь структурными и институциональными
преобразованиями, проводимыми в регионах посредством создания региональных
инновационных систем. В регионе должна быть сформирована благоприятная
инновационная среда - инновационный ландшафт, который представляет собой целостную
территориально-локализованную
совокупность
демографических,
экономических,
политических, научно-технических, природно-климатических и социально-культурных
факторов, формирующих основу инновационного потенциала. Именно комплексное
165
развитие научно-технического и инвестиционного потенциала территории, нормативноправового обеспечения инновационной деятельности и ее инфраструктуры, а также
формирования региональной системы управления инновациями позволит обеспечить
мультипликативный эффект реализации приоритетных инновационных проектов в регионе и
будет способствовать интеграции региональной экономики в глобальное научно-техническое
пространство и выходу на мировые рынки наукоемкой и высокотехнологичной продукции.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕХАНИЗМА УПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЕМ
ЭКОНОМИКИ АГРАРНООРИЕНТИРОВАНОГО РЕГИОНА
Киянова Л.Д.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Improvement of the management mechanism of economic development agrarianisation
region. Kijanova L.D
In the management of the development of the region need to consider its features. Especially
important is support of the key sectors of the regional economy. It is necessary to reveal such
sectors and to stimulate their development.
Вследствие огромных различий в природно-географических, экономических и других
условиях
воспроизводственные процессы в регионах России уникальны. Их
эффективность является необходимым условием комплексного пропорционального развития
региональной экономики. Успешное функционирование региональной экономики во многом
зависит от возможностей и умения администрации регионов принимать оптимальные
решения, учитывающие интересы центра и регионов. Задача, стоящая перед органами
государственной власти, - формирование комплекса инструментов регулирования развития
экономики региона, учитывающего его особенности.
Ведущими российскими учеными, занимающимися проблемами регионального
развития, до настоящего времени не разработана единая классификация регионов.
Множество подходов к анализу региональных проблем, а также самого понятия «регион» и
его функций определило наличие огромного числа классификаций регионов
Наиболее распространенная классификация делит регионы в соответствии с
основными
источниками
производственной
специализации:
агропромышленные,
транспортно-промышленные,
морепромышленные,
рыбопромышленные,
газопромышленные и другие. Существует множество более сложных классификаций — по
совокупности признаков. Анализируя различные подходы к классификации регионов, можно
сделать вывод, что в основу классификации регионов закладываются следующие критерии:
уровень и темпы экономического развития, тип территориальной структуры, коэффициент
плотности населения, темпы прироста населения, характер и коэффициент производственной
специализации и др.
Некоторые представители отечественной и зарубежной регионалистики уделяют
особое внимание классификации регионов с точки зрения отраслевой структуры
экономики.
Отраслевая структура представляет собой сложную систему взаимосвязанных
элементов, находящихся в непосредственной зависимости от отрасли базовой специализации
региона. Анализ отраслевой структуры экономики позволяет определить превалирующий
тип развития (промышленный, аграрно-промышленный и т.д.), а также выявить основные
факторы экономического роста, оказывающих влияние на экстенсивность или интенсивность
развития.
Структура экономики региона не является стабильной. Она постоянно изменяется под
влиянием внутренних и внешних факторов, то есть происходят структурные сдвиги, которые
сопровождаются прогрессивными или депрессивными изменениями в экономике. При этом
166
несоответствие возможностей экономики ее общим потребностям является объективной
основой таких изменений. Основная цель государственной и региональной политики – не
допускать диспропорций и кризисных ситуаций в таких отраслях, осуществлять поддержку и
финансирование.
В настоящее время рациональная отраслевая структура региона является, по нашему
мнению, основным элементом, определяющим эффективность региональной экономики.
При этом она должна определяться приоритетными направлениями развития региона.
Негативные структурные сдвиги приводят в упадок ведущие и базовые отрасли
экономики региона, а это ведет к структурному кризису, который сопровождается
макроэкономическими
диспропорция.
Структурные
диспропорции
нарушают
пропорциональность экономического развития региона, поэтому необходимо с ними
бороться. Для ликвидации структурных диспропорций требуется длительное время. Процесс
структурной перестройки требует создания благоприятных инвестиционных условий,
стимулирование научно-технического прогресса, создание прогрессивной производственной
инфраструктуры.
Наиболее приемлемым вариантом стимулирования регионального развития, по
нашему мнению, является ускорение развития отраслей, являющихся для данного
конкретного региона точкой роста, которая даст толчок для развития экономики региона в
целом. Именно по направлениям, которые станут «точками роста» регионов, прежде всего,
необходимо создание узлов инновационного экономического развития, подразделений,
аккумулирующих инновации и способствующих их продвижению непосредственно в
производственный процесс. В связи с этим важно, во-первых, определить такие отрасли, вовторых, изменить структуру форм и методов государственного регулирования и
государственной поддержки с учетом ориентации на эти отрасли.
Для некоторых регионов нашей страны, в том числе для Ростовской области, таким
«локомотивом роста» может стать агропромышленный комплекс.
Построение модели развития агропромышленного комплекса Ростовской области
основывается на поддержке инновационного процесса, представляющего, в свою очередь,
непрерывный поток превращений идей в новые технологии или их отдельные компоненты,
результатом чего является получение качественной продукции.
Создание условий для инновационного развития сектора АПК является одной из
важнейших стратегических целей государственной политики, достижение которой позволит
обеспечить продовольственную безопасность, повысить конкурентоспособность российской
экономики, уровень и качество жизни населения.
ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ АКТИВНОГО
УПРАВЛЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫМ РАЗВИТИЕМ РЕГИОНА В УСЛОВИЯХ
НЕСТАБИЛЬНОЙ СРЕДЫ
Брюханова Н.В., Светашев С.С.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Problems and prospects of application aсtive managment technology of egional
development in environment Bryukhanova N.V., Svetashev S.S.
In the unstable environment of limited financial and human resources it is the innovation
development with appropriate organizational and managerial support can solve socio-economic
challenges facing regional authorities and management. In the regions you want to create a new
system of management of innovative development of the territory, which should be based on
control technology, based on problem-target management achievement of the strategic objectives of
the site using integrated simulation computer model of the object is active management technology
167
В условиях нестабильной среды, ограниченности финансовых и трудовых ресурсов
именно инновационное развитие при соответствующем организационно-управленческом
сопровождении позволяют решать социально-экономические задачи, стоящие перед
региональными органами власти и управления. Учитывая нарастающие неопределенность,
непредсказуемость и стремительную глобализацию социально-экономических систем,
используемые ранее экстропаляционные инструменты для принятия решений в этой сфере,
даже на среднесрочный период, перестают работать. В регионах необходимо создавать
новую систему управления инновационным развитием территории, в основе которого
должны быть заложены технологии управления, базирующиеся на проблемно-целевого
управления достижением стратегических целей территории с использованием встроенной
имитационной компьютерной модели объекта – технологии активного управления (рис. 1).
Целевые параметры
стратегии 2020
й
но в
и в ро
кт ет ой
ра ам ск
те ар че
ин п и
м ки ом
и з ов он ы
ан ир -эк ем
ех кт о ст
М рре льн си
а
ко ци
со
Статистика
Экспертные оценки
Оценка текущего
состояния социальноэкономической
системы t(0)
Целевые параметры
госпрограмм
Экспертные оценки
Параметры
внешней среды
ИМИТАЦИОННАЯ
ДИНАМИЧЕСКАЯ
МОДЕЛЬ
СОЦИАЛЬНОЭКОНОМИЧЕСКОГО
РАЗВИТИЯ РЕГИОНА
Желаемое состояние
социальноэкономической
системы t(2020)
Оперативное
управление
реализацией стратегии
Мониторинг и
стратегический
контроль по основным
маркерам «Дорожной
карты»
Набор сценариев
(конкретных планов
действий) перехода к
«Желаемому будущему
2020»
Рисунок 1 – Механизм активного управления развития территории
К настоящему времени в России рядом ученых накоплен значительный опыт в
области моделирования региональных социально-экономических систем (работы А.Г.
Гранберга, В.Н. Лексина, А.Н. Швецова, Б.М, Штульберга, В.Г., Капицы С.П., Путилова А.В.
и других). Однако сегодня требуется переход к следующему этапу разработки данной
проблемы. В связи с высокой турбулентностью и непредсказуемостью внешней среды
модель региональной социально-экономической системы может быть только динамической,
к которой предъявляются требования высокой адаптивности, причем наряду с реактивными
свойствами необходимы также проактивные (учитывая временные задержки). Вместе с тем,
социально-экономическая система региона должна рассматриваться как система, состоящая
из функционально и структурно обособленных подсистем, образуя ряд устойчивых
иерархических уровней: уровня региона в целом, уровня муниципального образования,
уровня отрасли и уровня отдельного хозяйствующего субъекта.
168
Таким образом, формирование механизма активного управления инновационным
социально-экономическим развитием региона требует разработки имитационной
динамической иерархической компьютерной модели функционирования и развития
региональной социально-экономической системы, формирования образа «желаемого
будущего» с использованием форсайт-технологий, построения сценариев перехода к
«желаемому будущему» из различных исходных состояний системы, разработки методики,
алгоритмов и механизма периодической коррекции параметров модели, отражающей
изменения внешней среды и уровня знаний о моделируемой социально-экономической
системе.
Использование механизма активного управления позволит, помимо стандартных
процедур управления, проводить непрерывную оценку результатов стратегического
управления и давать возможность ее корректировки, что обеспечит рост эффективности
экономики региона, его конкурентоспособности и инвестиционной привлекательности, а
также уровня и качества жизни населения.
НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ПРИМЕНЕНИЮ ТАМОЖЕННЫХ ПРОЦЕДУР:
"ПЕРЕРАБОТКА ПОД ТАМОЖЕННЫМ КОНТРОЛЕМ, ПЕРЕРАБОТКА НА
ТАМОЖЕННОЙ ТЕРРИТОРИИ" В РАМКАХ ТАМОЖЕННОГО СОЮЗА
Чекмарева Г.И.
(НОУ ВПО ИУБиП)
New approaches to the application of customs procedures: "processing under customs
control, processing in the customs territory of the customs union. Hekmareva G.I.
The customs procedure is a concept introduced into circulation on the territory of Russia
with the adoption of the Customs Code of the Customs Union, after the creation of the Customs
Union in 2010. A number of customs procedures require direct permission of the customs authority
of the member countries of the Customs Union on the use of a separate customs procedures on its
territory. Especially clearly this is tracked in the analysis of the regulatory framework governing the
application of the customs procedure of processing in the customs territory, and processing for
domestic consumption".
Таможенная процедура – это понятие, введено в оборот на территории России с
принятием Таможенного Кодекса Таможенного союза, после создания Таможенного Союза в
2010г. На сегодняшний день в состав Таможенного Союза входят три страны: Россия,
Казахстан и Беларусь. Согласно действующей нормативно-правовой базы участник
внешнеэкономической деятельности самостоятельно принимает решение о применение той
или иной таможенной процедуры. Вот именно данное положение зачастую вводит в
заблуждение тех участников ВЭД, которые не имеют достаточного опыта в сфере
таможенного дела.
Ряд таможенных процедур требуют непосредственного разрешения таможенного
органа страны члена Таможенного Союза на использование отдельных таможенных
процедур на своей территории. Особо наглядно это отслеживается при анализе нормативноправовой базы регламентирующей применение таможенных процедур «переработка на
таможенной территории» и «переработка для внутреннего потребления».
Общие положения, описывающие порядок применения таможенных процедур,
достаточно подробно описаны в Таможенном кодексе ТС, а вот специфика применения в
каждой из страны характеризуется внутренними нормативными актами страны - участницы
Союза. На территории Российской Федерации таким нормативным актом является
Федеральный Закон «О таможенном регулировании в Российской Федерации» принятый в
ноябре 2010года. Итак, в чем же особенности применения таможенных процедур
169
переработки. Во- первых, участник ВЭД имеет право использовать данные таможенные
процедуры только после непосредственного согласования с таможенными органами, в зоне
ответственности которых будет оформляться товар по данной процедуре. Во-вторых, данные
процедуры в обязательном порядке предполагают помещения продуктов переработки,
коммерческих отходов од одну из разрешенных таможенных процедур. В-третьих, обе
таможенные процедуры переработки требуют до фактического использования процедуры
определить сроки переработки. В-четвертых, лицо помещающее товары под данные
процедуры, должно четко указать нормы выхода продуктов переработки в заявлении на
использование процедуры. Причем, при согласовании норм выхода продуктов переработки
таможенными органами учитываются заключения экспертных организаций, основанные на
конкретном технологическом процессе переработки товаров. То есть перед тем, как
обращаться в таможенные органы за разрешением на использование выбранной процедуры
участнику ВЭД необходимо привлечь экспертов для проведения технологической
экспертизы. Естественно стоимость экспертизы оплачивается лицом, заинтересованным в
применение таможенной процедуры и возврату не подлежит. Эти затраты автоматически
входят в себестоимость продукта переработки. В зависимости от особенностей
технологического процесса, характеристик продукта переработки и отходов, возможно,
потребуется проведение еще двух экспертиз. Одна из которых, является товароведческой, и
предполагает анализ отходов на предмет определения, можно ли их отнести к не
коммерческим отходам. Если в ходе проведения товароведческой экспертизы, экспертом
будут сделаны выводы, о возможности дальнейшего использования отходов переработки для
других производств или эти отходы могут реализовываться на территории ТС, как
самостоятельный товар, то возникает вопрос о необходимости проведения оценочной
экспертизы, на предмет выяснения таможенной стоимости отходов. Таким образом, при
подготовке документов, для получения разрешения на помещения товара под
рассматриваемые таможенные процедуры заинтересованное лицо должно провести до трех
различных экспертиз. В-пятых, важным вопросом является идентификация товаров в
продуктах переработки. На основании действующего законодательства, в целях
идентификации иностранных товаров в продуктах переработки могут использоваться
следующие способы: проставление печатей, штампов, цифровых и других маркировок на
исходные иностранные товары; подробное описание, фотографирование, изображение в
масштабе иностранных товаров; сопоставление отобранных проб, образцов иностранных
товаров и продуктов их переработки; использование имеющейся маркировки иностранных
товаров и иных способов исходя из характера товаров и используемых операций по
переработки. Как показывает анализ, именно неправильно выбранный метод идентификации
участником ВЭД, может послужить основанием в отказе таможенным органом на
использование таможенной процедуры переработки. В-шестых, не всегда юридические лица
в полной мере оценивают имеющийся в их распоряжении механизм по использованию
эквивалентной замене продуктов переработки иностранными товарами. Но данный механизм
не может быть применен участниками ВЭД, без предварительного согласования с
таможенными органами, в зоне ответственности которых будет произведена переработка. В
то же самое время, таможенная процедура «переработка для внутреннего потребления»
требует выполнения специфического требования, суть которого состоит в следующем: сумма
ввозных таможенных пошлин, подлежащих уплате в отношении продуктов переработки
меньше тех, которые подлежали бы уплате при помещении иностранных товаров под
таможенную процедуру «выпуск для внутреннего потребления». Изучив все особые
требования по использованию таможенных процедур «переработка на таможенной
территории» «переработка для внутреннего потребления» и оценив свои возможности по их
выполнению, участник ВЭД самостоятельно принимает решение, обращаться ли в
таможенные органы за разрешением или нет. В случае положительного решения, российское
юридическое лицо имеет следующие преимущества: При использовании таможенной
170
процедуры «переработка для внутреннего потребления» - иностранные товары,
используемые для совершения операций по переработке на таможенной территории
Таможенного Союза, ввозятся в установленные сроки, без уплаты ввозных таможенных
пошлин. Однако в отношении этих товаров применяются запреты и ограничения как
тарифного, так и нетарифного регулирования. Законодательство предполагает, что продукты
переработки должны быть помещены в последующем под таможенную процедуру
«переработка для внутреннего потребления» с уплатой таможенных пошлин, по ставкам,
применяемым к продуктам переработки. При использовании таможенной процедуры
«переработка на таможенной территории» - иностранные товары, используемые для
совершения операций по переработке на таможенной территории Таможенного Союза,
ввозятся в установленные сроки с полным условным освобождением от уплаты таможенных
платежей и без применения мер нетарифного регулирования с последующим вывозом
продуктов переработки за пределы таможенной территории Таможенного Союза. В любом
случае решение всегда остается за участником ВЭД, нужно ли ему обращаться в таможенные
органы за получением разрешения или нет.
НАЛОГОВОЕ СТИМУЛИРОВАНИЕ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В РЕГИОНЕ
Джамурзаев Ю.Д., Мусаелян А.К.
(МРИ ФНС России № 25 по РО; НОУ ВПО ИУБиП)
Tax incentives for innovation in the region. Dzhamurzaev Y.D., Musaelyan A.K.
Development of innovative activity of the organization is the basis for the successful
functioning of the economy. Improving the mechanism of tax incentives for innovation is an
important problem at the present stage of development of tax relations.
Проблемы налогового стимулирования инновационной деятельности. Стратегия
инновационного развития Российской Федерации повлияла на необходимость проведения
адаптации институтов государственного регулирования. Так, в области налогообложения,
инструменты, направленные на развитие инновационного бизнеса, принимаются уже много
лет, что, в свою очередь, повлияло на качество налогового регулирования в целом. Несмотря
на данное обстоятельство, остаются нерешенными множество проблем.
Упор на инновации в современных экономических условиях – это, прежде всего,
расширение внебюджетного финансирования научно-исследовательской работы, что влечет
за собой внедрение их результатов в производство, переход науки на самоокупаемость.
Данные меры, по мнению экспертов, должны уменьшить уровень зависимости экономики
Российской Федерации от постоянных колебаний цен на мировом рынке инновационной
продукции, а так же помогут преодолеть технологическую отсталость России, путем
замещения физически и морально устаревших ОПФ.
К основным проблемам, связанным с налоговым стимулированием инновационной
деятельности в России, можно отнести:
параметры налогообложения прибыли негативно влияют на структуру
капиталовложений;
отсутствие четко обозначенной системности в инструментах налогового
стимулирования, которые так же отличаются недостаточно разработанной правовой базой и
у них отсутствует единая база методологии;
несущественным является количество налоговых льгот, выделенных в НК РФ, а так
же степень их воздействия на финансовую результативность деятельности инновационноактивных организаций;
стагнация инновационной деятельности из-за отсутствия реальных инструментов
171
налогового стимулирования.
Выявленные проблемы, характерны для всех регионов и требуют немедленной
разработки комплекса мероприятий, направленных на развитие системы налогового
стимулирования инновационно-научной деятельности.
Предлагаемые направления совершенствования. Большинство технологически
развитых государств мира стали активно использовать различные механизмы налогового
стимулирования научно-исследовательской и инновационной деятельности хозяйствующих
субъектов еще в последние десятилетия. Мировая практика доказала большую
эффективность применения налоговых стимулов развития науки и инноваций по сравнению
с прямым бюджетным субсидированием. Стимулирующее воздействие на малый
инновационный бизнес оказывается в рамках общего режима налогообложения,
адаптированного с учетом специфики инновационной деятельности и размера предприятия.
В экономически развитых странах наблюдаются тенденция к отказу от использования
специальных налоговых режимов и переход к предоставлению льгот, направленных на
стимулирование инвестиционных вложений в развитие реального сектора экономики.
Для решения выявленных проблем, связанных с налогообложением
инновационной деятельности в РФ, предлагаются следующие направления:
ввести особый порядок учета расходов на НИОКР, осуществляемых малыми
инновационными предприятиями, внеся следующие изменения в статью 262 НК РФ:
разрешить включать расходы на НИОКР (давших и не давших положительного результата) в
налоговую базу в том отчетном периоде, когда велись исследования и разработки; разрешить
дополнительное (сверх суммы фактически произведенных расходов) списание субъектами
малого бизнеса стоимости НИОКР; предоставить право использования дополнительного
списания расходов на НИОКР в последующем в случае отсутствия прибыли у малого
предприятия;
предоставить малым инновационным организациям-заемщикам возможность
отнесения процентов по кредитам, взятым на осуществление инновационной деятельности,
на расходы по налогу на прибыль в полном объеме;
в рамка амортизационной политики инновационных организаций предусмотреть:
привести во взаимное соответствие бухгалтерское и налоговое законодательство по
вопросам учета амортизации; установить контроль за расходованием амортизационных
средств; сократить действующие ныне сроки полезного использования основных средств в
связи с изменившимися условиями воспроизводства основных средств и необходимостью
учета их морального износа;
увеличение ставки налога на прибыль для организаций торговли и общественного
питания, организаций финансового сектора и осуществляющих посредническую
деятельность по операциям с недвижимостью и одновременно с этим необходимо
установить пониженные ставки для малых научных организаций, малых организаций
промышленности;
по налогу на имущество необходимо: освобождение от налога на имущество
организаций основных средств, которые используются малыми инновационными
организациями в целях осуществления научной (научно-исследовательской), научнотехнической, инновационной и экспериментальной деятельности; дифференцировать ставку
налога в зависимости от стадии жизненного цикла оборудования;
снижение ставки налога на прибыль для кредитных организаций, которые
специализируются на предоставлении ресурсов инновационным предприятиям;
вместо существующего освобождения от НДС установить пониженную ставку для
налогоплательщиков, непосредственно выполняющих научно-исследовательские и опытноконструкторские работы. В отличие от освобождения от уплаты НДС налоговая ставка
является эффективным инструментом снижения налоговой нагрузки от взимания данного
налога.
172
Практическая значимость результатов. От реализации предлагаемых направлений
ожидаются следующие результаты:
развитие налогового стимула по активизации процессов инновационного
воспроизводства и ускоренного обновления основных фондов;
источником покрытия бюджетных потерь могут стать дополнительные поступления
по налогу на прибыль за счет установления дифференцированных ставок;
снижение издержек в результате осуществлении научно-инновационной
деятельности;
налог на имущество организаций выступает в роли дополнительного импульса для
интенсификации инвестиционной и инновационной деятельности;
обновленные основные средства будут попадать под льготное налогообложение, а
устаревшие будут облагаться налогом по повышенной ставке;
льготное налогообложение доходов коммерческих банков в целях усиления
мотивации по предоставлению кредитов малым организациям инновационного типа;
создание налоговых стимулов с целью расширения спроса на научноисследовательскую и инновационную продукцию;
при применении пониженной ставки НДС налогоплательщики не лишаются права на
вычет предъявленного им налога, что выгодно отличает данную меру от предоставления
освобождений.
Кроме того, предложенные выше рекомендации по реформированию механизма
налогообложения инновационного бизнеса будут способствовать перемещению акцента в
налоговой системе с фискальной функции на регулирующую и стимулирующую, а также
дадут толчок к развитию данного сектора экономики.
МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА
ОСНОВЕ ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ
Cергиенко Л.С.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Modeling of complex socio-economic systems based on the theory of fuzzy sets.
Sergienko L.S.
The problem of finding new forms, approaches, methods and mechanisms of regional
development to ensure high competitiveness of the country is in recent times especially ostrogannye
conceptual and computational features of the implementation of the above methods are very
different from the traditional, and as follows from the above is rarely used for wide use, but it is the
modeling of complex socio-economic systems using the theory of fuzzy sets can be a necessary
component for the progressive development of the region.
Проблема поиска новых форм, подходов, методов и механизмов управления
региональным развитием для обеспечения высокой конкурентоспособности страны стоит в
последнее время особенно остро.
Объективные факторы и сложившиеся недостатки обозначили необходимость
развития системы управления регионом на основе сложных социально-экономических
моделей. Традиционный подход к моделированию определяет ряд принципов, функций,
форм и методов системного воздействия на социально-экономические процессы в регионе,
обеспечивающие координацию хозяйственной деятельности, реализацию специфического
потенциала, расширенное воспроизводство условий жизнедеятельности населения,
обновление экономики и социальной сферы региона. В силу многообразия факторов,
характеризующих
социально-экономическую
систему,
его
можно
считать
слабоструктурированной, мало пригодной системой для анализа, к которой на современном
173
этапе, как известно, не подходят существующие методы статистического анализа. На смену
общепринятым методам должен прийти симбиоз количественных и качественных факторных
данных, которые будут включать в себя все уровни переменных. Сложность выявления
связей при принятии решений социально-экономического развития региона, отсутствие
точного прогноза последствий приводят тому, что при оценке и выборе альтернатив
возможно, а зачастую и необходимо использовать и обрабатывать качественные нечеткие
оценки принятия управленческих решений. Таким методом может стать анализ на основе
нечетких моделей и множеств.
Перспективным направлением разработки методов принятия решений при
нечеткой исходной информации является лингвистический подход на базе теории нечетких
множеств и лингвистической переменной для установления связи между различными
социально-экономическими показателями развития региона и выявления характерных
зависимостей влияния переменных друг на друга. Использование такого метода позволяет
создать модель принятия конкретных управленческих решений при нечеткой исходной
информации, которой и является социально-экономическая система региона. Так, например,
к нечеткой информации и нечетко выраженной зависимости анализа социальноэкономического развития региона можно отнести 21 государственную программу развития
Ростовской области, в матрице которой количество выделенных нами показателей, которые
планируется достигнуть к 2020 году, составляет 123 показателя с различной степенью
зависимости и влияния на социальную и экономическую составляющую развития региона.
Для анализа такого рода данных необходимо: определить показатели для построения
функции принадлежности нечетких множеств; выполнить операции над нечеткими числами;
сравнить и упорядочить множества; разработать на основе полученной работы модель
принятия решения.
Данные концептуальные и вычислительные особенности реализации
перечисленных выше методов сильно отличаются от традиционных, и как следует из
сказанного выше – крайне редко применяются для широкого использования, однако именно
моделирование сложной социально-экономической системы с применением основ теории
нечетких множеств может стать необходимой составляющей для прогрессивного развития
региона.
КОНВЕРГЕНЦИЯ ИНВЕСТИЦИОННОГО КЛИМАТА МУНИЦИПАЛЬНЫХ
ОБРАЗОВАНИЙ РЕГИОНА (НА ПРИМЕРЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ)
Исаева Е.А.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Convergence investment climate municipalities of the region (on the example of the
Rostov region). Isaeva E.A.
Currently for sustainable socio-economic development of the territory in the first place it is
necessary to attract investment. The desire to attract and increase investment attractiveness of the
territory is a traditional economic engine for access to resources development.
Analysis of investment flows Rostov region revealed a high uneven distribution of investments by
municipalities and the region and, accordingly, the level of business activity and the potential for
economic and social development, they have
В настоящее время для устойчивого социально-экономического развития
территории в первую очередь необходимо привлекать инвестиции. Стремление привлечь их
и повысить инвестиционную привлекательность территории является традиционным
экономическим механизмом доступа к ресурсам развития. Привлечение инвестиций
позволяет получить ликвидные активы, обеспечивает устойчивый, динамичный и
174
расширенный рост экономики.
Росту благосостояния и качества жизни населения способствует рациональное
использование природных ресурсов и конкурентных преимуществ географического
положения Ростовской области. Власти ведут активную работу по созданию благоприятного
облика Ростовской области для потенциальных инвесторов. Инвестиционная политика
области направлена на повышение общей конкурентоспособности территории.
Ограниченные возможности местного бюджета, побуждают властей вышестоящих уровней в
целях развития региона и муниципальных образований вести работу нацеленную на
увеличение инвестиционного потока. Разработка инвестиционной политики, формирование
механизма управления и ее реализация способствует созданию благоприятного климата
муниципальных образований для привлечения инвестиций.
Можно отметить, что в настоящее время инвестиционные потоки поступают в область
достаточно хаотично, нет должного планирования и четкого понимания общей сложившейся
ситуации. Анализ инвестиционных потоков Ростовской области выявил высокую
неравномерность распределения инвестиций по Муниципальным образованиям и
территориям области и, соответственно, уровень деловой активности и потенциал
социально-экономического развития, которым они располагают. В настоящее время разброс
инвестиций на территориях муниципальных образований составляет от 675 до 0 тысяч
рублей на 1 жителя, аккумуляция инвестиций территориально находится вблизи крупных
городов и на участках с развитой инфраструктурой. Такое ограниченное, зонированное
расположение точек активного привлечения инвестиционного капитала замедляет темпы
социально-экономического развития региона в целом.
Для устойчивого и постоянного развития территорий властям необходимо
осуществлять работу по выравниванию инвестиционного потенциала. Комплексный подход
которой предполагает стратегию по привлечению инвестиций и непрерывный процесс
управления и мониторинга потоков. Политика по привлечению инвестиций в
муниципальных образованиях должна коррелироваться с принятыми стратегиями
территории. Из этого следует, что если все 55 муниципальных образований будут вести
активную работу по созданию благоприятного климата для инвесторов и разработки
успешной инвестиционной политики, то регион выйдет на высокий уровень социальноэкономического развития, за счет конвергенции усилий властей муниципальных
образований. Регион сможет развиваться не хаотично, а придерживаясь четких стратегии
разного уровня, а это в дальнейшем позволяет успешно управлять системой этих процессов.
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОЦЕНКИ КОМПЛЕКСНОГО
СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ РЕГИОНА
Дынник Д.И.
(НОУ ВПО ИУБиП)
The development of a system of indicators to measure complex social-economic
development of the region. Dinnik D.I.
The increase in the level of socio-economic development as a key factor for improving the
quality of life of the population is a strategic objective and the activities of state and municipal
governments. Solutions to the problem of assessing the efficiency of socio-economic development
of the region are seen in the formation of the register of indicators (quantitative)that determine the
results or effects of the development. And in the mapping of local indicators of registry and the
formation of monoparentale socio-economic development of the region.
Рост уровня социально-экономического развития как ключевое условие повышения
качества жизни населения является стратегической целью и результатом деятельности
государственных и муниципальных органов управления.
175
В последние годы во многих регионах разработаны Стратегия и программы развития.
На территории Ростовской области, начиная с 2014 года действует 21 государственная
программа. Во всех рассмотренных программах определены главные цели и стратегическое
направление развития до 2020 г. Вместе с тем, остается не совсем понятен принцип
определения целевых показателей, заложенных в программах.
Следует отметить, что на достижение этих целей планируется финансирование
объемом более 2 трлн.рублей. При этом средний темп роста основных показателей,
характеризующих социально-экономическое развитие региона не превышает 1%. Вызывает
сомнение эффективность реализации программ.
Несмотря на значительное количество исследований в области стратегического
управления территорией, многие методические вопросы управления остаются теоретически
неразработанными и инструментально необеспеченными. Отсутствует единство мнений в
понимании сущности целей развития и соответствующие адекватные способы
количественной оценки результатов, отсутствует необходимое для целей управления
развитием единое понимание критериев эффективности развития и эффективности
деятельности органов управления регионом и соответствующим им показателей.
До настоящего времени остаются дискуссионными вопросы о системе показателей
эффективности. Важно не просто измерить, что достигли региональные органы власти,
важно оценить, чего они могли бы достичь, если бы более эффективно использовался
потенциал развития.
Состояние региона как объекта управления должно описываться системой
показателей, выражающих цели управления и имеющиеся ресурсы, а характеристики
эффективности и результативности управления – соотношением результатов с целями или
иными нормативами развития.
Основным ограничением использования показателей социально-экономического
развития в качестве критериев эффективности управления является обоснованность их
количественной оценки и отсутствием в них оценок управленческого воздействия на уровень
развития, а оценка собственно процесса по формальным признакам недостаточно
увязывается с оценкой реальных результатов управленческого воздействия. В отдельных
случаях использованию интегрального показателя развития как критерия результативности
управления препятствует наличие показателей, отсутствующих в информационной системе
России, требующих проведения специальных наблюдений.
Пути решения проблемы оценки эффективности социально-экономического
развития региона видятся в формировании реестра показателей (количественных),
определяющих результаты или эффекты развития. И в сопоставлении локальных показателей
реестра и формирование монопоказателей социально-экономического развития региона.
ФОРМИРОВАНИЕ ИННОВАЦИОННОГО ЛАНДШАФТА КАК ОСНОВЫ
КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИМ РАЗВИТИЕМ
РЕГИОНА
Гусейнова Г.Ш.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Forming of innovative landscape as the basis of the concept of social and economic
development of the region. Guseynova G.Sh.
Currently need a new perspective on regional policy, which relied on smart strategies to
eliminate interregional innovative imbalances and contributed to the development of cooperation
and collaboration that will lead to the formation of a new research landscape.
В настоящее время необходим новый взгляд на региональную политику, который бы
176
опирался на смарт-стратегиях устранения межрегиональных инновационных диспропорций
и содействовал развитию сотрудничеству и взаимодействия, что приведет к становлению
нового научно-исследовательского ландшафта.
Новому подходу к инновационной политике в регионах РФ необходимо
непосредственное участие региональных властей и инновационных игроков в процессе
разработки политики и адаптации стратегий к местным условиям, таким образом, он сильно
зависит от способности региональных учреждений координировать, облегчать
вмешательства и укреплять региональный исследовательский потенциал.
Социально-экономическое развитие региона зависит от комплекса мероприятий и
создаваемого для этого климата, в том числе инновационного ландшафта. Под
инновационным ландшафтом устойчивого развития экономики региона необходимо
понимать совокупность инновационно-активных экономических агентов, субъектов
инновационной инфраструктуры, федеральных и региональных органов государственной
власти и институтов управления, нормативно-правового поля инновационной деятельности,
а также условий и факторов, обеспечивающий переход экономики региона на новый
качественный уровень развития. Инновационный ландшафт региона должен отражать учет
особенностей социально-экономического развития территорий, национальных традиций
(менталитета, а также психосоциальных характеристик восприимчивости населения к
инновациям), научного, инновационного и кадрового потенциала. [Вестник ТвГУ. Серия
«Экономика и управление»2013.Выпуск 21. «Инновационный ландшафт устойчивого
развития экономики региона» В.И. Меньщикова]
В статье более детально рассмотрены основные направления формирования
инновационного ландшафта в одном из регионов Российской Федерации – Ростовской
области. Так, реализуемая на сегодняшний день стратегия социально-экономического
развития Ростовской области на период до 2020 года содержит инновационный раздел, в
котором достаточно подробно прописаны инструменты приведения в действие
инновационной деятельности, которые в свою очередь и являются искомыми предпосылками
для формирования инновационного ландшафта как основы концепции управления
социально-экономическим развитием региона.
Для формирования инновационного ландшафта необходимо применить комплекс
механизмов, которые являются взаимосвязанными и несут функции отдельных звеньев в
цепочке региональной инновационной подсистемы.
ПРОГРАММНО – ЦЕЛЕВОЙ МЕТОД КАК ИНСТРУМЕНТ СТИМУЛИРОВАНИЯ
ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ РЕГИОНА
Литвинова Т.И.
(НОУ ВПО ИУБиП)
Program - target method as a tool of innovation in the region. T.I. Litvinova
The article describes the features of using program – target method in innovative
development of the region. Also in this article includes the determination of the program - target
method in the regional government system. It highlights the main features and benefits of this
method.
Модернизация экономики страны в целом невозможна без осуществления
инновационных процессов на территории регионов, которые гармонично дополняют
региональную политику. В современных экономических реалиях первоочередной задачей,
стоящей перед органами власти субъектов РФ, является стимулирования инновационной
активности как ресурса регионального развития.
Одним из инструментов с помощью которого реализуется и координируется
177
инновационная деятельность региона является программно – целевой метод. Программно –
целевой метод представляет собой способ решения сложных социально – экономических
проблем посредством выработки и проведения органами управления системы
взаимоувязанных программных мер, направленных на достижение целей, устранения,
подавления, смягчения возникшей проблемы.
На основе полученных результатов применения программно – целевого метода
разрабатываются целевые программы, концепции развития, стратегии, а также проекты
программ, т.е. совокупность целеориентированных, намеченных к планомерному
проведению, согласованных по содержанию, скоординированных в пространстве и во
времени, обеспеченных ресурсами мероприятий, научно – технического, производственно –
технологического, природоохранного характера, направленных на решение экономической
проблемы, которое не может быть обеспечено без концентрации усилий и средств на
достижение поставленной цели
При использовании программно – целевого метода в области регионального
инновационного развития возникают трудности, связанные с оценкой эффективности
расходования бюджетных средств, выделяемых на программные мероприятия и общей
оценкой социально – экономического эффекта от реализации программно – целевого метода
в области инновационной политики. В связи с этим необходимо провести комплексный
анализ существующих программ в области инновационной политики и дополнить
программные мероприятия критериями оценки финансовой, социально – экономической
эффективности, а также усовершенствовать принципы принятия программных решений в
области регионального инновационного развития.
Прикладным результатом проведенного анализа является обоснование
использования программно – целевого метода как инструмента выработки эффективных
управленческих решений в области инновационной политики на региональном уровне.
ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗОВ МЕХАНИЧЕСКИХ
ЭЛЕМЕНТОВ КЛАССА «ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ»
Медведев Д.В., Хунов Т.Х., Полесский С.Н.
(НИУ ВШЭ, МИЭМ)
Research of model of failure rate of mechanical elements of the class "Electric
motors". Medvedev D., Hunov T., Polesskiy S.
In the work the analysis of mathematical model of mechanical equipment failure rate of the
class "Electric motors" given in the American NSWC-2011/LE10 standard is submitted.
Данное научное исследование (№ проекта 14-05-0038) выполнено при поддержке
Программы «Научный фонд НИУ ВШЭ» в 2014 г.
Наряду с электрорадиоизделиями на безотказность радиоэлектронной аппаратуры
влияют механические элементы. Поэтому при создании новой (4.12) версии программного
комплекса АСОНИКА-К в его базовую версию (систему АСОНИКА-К-СЧ) было решено
ввести возможность расчета надежности радиоэлектронной аппаратуры
с учетом
механических элементов. Рассмотрим математическую модель эксплуатационной
интенсивности отказов для класса «Электродвигатели», приведенную в данном стандарте.
Интенсивность отказов такого электродвигателя зависит от рабочей нагрузки и типа
двигателя.
Обобщенное уравнение интенсивности отказов электродвигателя, приведенное в
стандарте NSWC-2011/LE10 [1] имеет вид:
178
M  (M , B  CSF )  WI  BS  ST  AS  BE  GR  C
(1)
где: λM – интенсивность отказов для двигательной системы, λM,B – базовая интенсивность
отказов двигателя, λWI – интенсивность отказа обмотки электродвигателя, λBS –
интенсивность отказа щетки, λST – интенсивность отказов статора, λAS – интенсивность отказа
вала якоря, λBE – интенсивность отказа подшипника, λGR – интенсивность отказа шестерни, λC
– интенсивность отказа конденсатора (если присутствует); CSF - поправочный коэффициент.
Значение коэффициента CSF, учитывающего условия работы электродвигателя,
приведено в табл. 1.
Таблица 1. Условия работы электродвигателя
№
п/п
1
Условие работы
Равномерная нагрузка
2
Минимальные импульсы
3
Средние импульсы
4
Сильные импульсы
Описание
CSF
Непрерывная работа,
минимальная разница в
нагрузке, нет ударов или
вибрации
Частая остановка и
продолжение нагрузки,
минимальные удары и
вибрация
Частая двунаправленная,
обратная работа двигателя,
средняя смена нагрузки,
средние нагрузки и
вибрация
Воздействие сильной
вибрации, ударная нагрузка,
сильная смена нагрузок
1.00
1.50
2.00
3.00
Значение интенсивности отказов λM,B, учитывающего тип двигателя, приведено в табл.
2.
Таблица 2. Зависимость интенсивности отказов от типа двигателя
№
Тип двигателя
λM,B
п\п
1
Постоянный ток
2.17
2
Постоянный ток, бесщеточный
1.75
3
Переменный ток, однофазный
6.90
4
Переменный ток, многофазный
10.00
Значение интенсивности отказов λWI, учитывающего тип обмотки электродвигателя
рассчитывается по формуле:
WI  WI , B  CT  CV  Calt (2)
где: λWI,B – базовая интенсивность
рассчитывается по формуле:
отказов
WI , B 
обмотки
электродвигателя,
которая
1.0 106
(3)
LI
где: LI – ожидаемое время эксплуатации обмотки.
Значение
коэффициента
CT,
учитывающего
179
окружающую
температуру,
рассчитывается по формуле:
CT  2(TO  40)/10 (4)
где: TO – температура окружающей среды двигателя, работающего при полной нагрузке.
Значение коэффициента CV, учитывающего различное напряжение источника
рассчитывается по формулам (5) и (6).
Для однофазного двигателя:
CV  210(VD /VR )
(5)
где: VD – разница между номинальным и фактическим напряжением; VR – номинальное
напряжение.
Для трехфазного двигателя:
CV  1  (0.40 VU ) 2.5 (6)
где: VU = 100·(наибольшая разница напряжения)/(среднее напряжение).
Значение коэффициента Calt, учитывающего высоту над уровнем моря, определяется
как:
- Для высоты более 1000 метров:
Calt  1.00  8 105  (a  3300) (7)
где: a – рабочая высота.
- Для высоты менее 1000 метров:
Calt  1.0 (8)
Анализ моделей (1)-(8), в соответствии с принятой классификацией [4], позволил
сформировать следующую классификацию параметров и коэффициентов модели
интенсивности отказов для группы «Электродвигатели», приведенную в табл. 3.
Таблица 3. Классификация параметров и коэффициентов модели интенсивности отказов
Ед.
Обозначение
Наименование
Значение
Примечание
измерения
Параметры ТУ
Ожидаемое время эксплуатации
ТУ на
LI
ч
обмотки
электродвигатель
Температура среды около
ТУ на
TO
двигателя работающего при
°C
электродвигатель
полной нагрузке
Разница между номинальным и
ТУ на
VD
В
фактическим напряжением
электродвигатель
ТУ на
VR
Номинальное напряжение
В
электродвигатель
ТУ на
VU
Дисбаланс напряжения
отн. ед.
электродвигатель
ТУ на
a
Рабочая высота
Футы
электродвигатель
Параметры режима применения
CSF
Тип нагрузки двигателя
отн. ед.
ТЗ на аппаратуру
λBS
Интенсивность отказа щетки
ч-1/щетку ТЗ на аппаратуру
λST
Интенсивность отказов статора
ч-1
ТЗ на аппаратуру
Интенсивность отказа вала
λAS
ч-1
ТЗ на аппаратуру
якоря
Интенсивность
отказа
λBE
ч-1
ТЗ на аппаратуру
подшипника
180
λGR
λC
λM,B
λWI,B
TS
Интенсивность отказа шестерни
ч-1
Интенсивность
отказа
ч-1
конденсатора
Эмпирические коэффициенты
Базовая интенсивность отказов
Из БД
ч-1
электродвигателя
Базовая интенсивность отказов
Из БД
ч-1
обмотки электродвигателя
Предел прочности
Из БД
lb/in2
ТЗ на аппаратуру
ТЗ на аппаратуру
NSWC-2011/LE10
ТУ на материал
ТУ на материал
На основании таблицы 3 ведется разработка базы данных для этого класса [5-7].
Пользователю необходимо будет выбрать типономинал электродвигателя (номер ТУ), после
чего определятся все параметры из ТУ, необходимые для расчета. После этого останется
только ввести данные из ТЗ и характеристики режима применения. Если в БД нет
необходимых данных, то пользователю будет выведено окно, в котором необходимо внести
все данные «вручную».
Литература
1.
Маркин, А.В. Методы оценки надёжности элементов механики и электромеханики
электронных средств на ранних этапах проектирования. / А.В. Маркин, С.Н. Полесский, В.В.
Жаднов. // Надёжность. - 2010. - № 2. - с. 63-70.
2.
Полесский, С. Обеспечение надёжности НКРТС. / С.Н. Полесский, В.В. Жаднов. LAMBERT Academic Publishing, 2011. - 280 с.
3.
NSWC-2011/LE10. Handbook of Reliability prediction Procedures for Mechanical
Equipment.
4.
Zhadnov, V. Methods and means of the estimation of indicators of reliability of mechanical
and electromechanical elements of devices and systems. / V. Zhadnov. // Reliability: Theory &
Applications: e-journal. - 2011. - Vol. 2, No 4. - р. 94-102.
5.
Монахов, М.А. Разработка базы данных по характеристикам надежности
механических элементов. / М.А. Монахов. // Наука и образование в развитии промышленной,
социальной и экономической сфер регионов России. V Всероссийские научные
Зворыкинские чтения: сб. тез. докл. Всероссийской межвузовской научной конференции.
Муром, 1 февр. 2013 г. - Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2013.
[Электронный ресурс]: 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
6.
Монахов, М.А. Разработка баз данных для расчета интенсивности отказов
механических элементов в системе АСОНИКА-К-СЧ. / М.А. Монахов. // Сборник трудов VI
Международной научно-практической конференции учащихся и студентов: в 2 ч. Протвино: Управление образования и науки, 2013. - ч. 2.
7.
Монахов, М.А. Разработка базы данных программного комплекса АСОНИКА-К для
расчета надежности радиоэлектронной аппаратуры с учетом механических элементов. / М.А.
Монахов. // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых
специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ. Тезисы докладов. - М.~: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2013.
181
ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗОВ МЕХАНИЧЕСКИХ
ЭЛЕМЕНТОВ КЛАССА «ВАЛЫ»
Хунов Т.Х., Медведев Д.В., Полесский С.Н.
(НИУ ВШЭ, МИЭМ)
Research of model of failure rate of mechanical elements of the class "Shafts". Hunov
T., Medvedev D., Polesskiy S.
In this work the analysis of mathematical model of failure rate of the class "Shafts" given in
the American NSWC-2011/LE10 standard is submitted.
Данное научное исследование (№ проекта 14-05-0038) выполнено при поддержке
Программы «Научный фонд НИУ ВШЭ» в 2014 г.
Валы являются одними из самых известных компонентов механических систем. Они
переносят мощность методом вращательного движения и развитого крутящего момента от
одного конца вала к другому.
Проблемы надежности вала включают в себя нагрузки материала, скорость вращения,
напряжение сдвига, температуру и окружающую рабочую среду.
Рассмотрим математическую модель интенсивности отказов для класса «Валы»,
приведенную в американском стандарте NSWC-2011/LE10.
Эксплуатационная интенсивность отказа для вала в среднем сама по себе примерно в
3 раза меньше, чем у механических заглушек и шарикоподшипника. Компоненты,
вызывающие скрытые отказы являются либо заглушка, либо подшипник. Таким образом,
надежность вала зависит именно от этих элементов.
Модель интенсивности отказов вала можно представить следующим образом:
 
C C C C
интенсивность отказов; C , C
SH
SH ,B
f
DY
T
где:  SH ,B - базовая
коэффициенты.
Значение базовой интенсивности отказов

SH ,B
f

SH ,B
,
SC
T
,
(1)
C
DY
,
C
- поправочные
SC
рассчитывается по формуле:
106
,

N
где: N - количество циклов до отказа на принятом уровне нагрузок.
C f - поправочный коэффициент определяется, исходя из шероховатости поверхности
вала, которая уточняет базовую интенсивность отказа, зависящая от типа обработки
поверхности. В табл. 1 приведены величины и оценки для различных типов обработки
поверхностей в сравнении с пределом прочности материала на разрыв.
Таблица 1. Фактор шероховатости поверхности вала
Поверхность
Отполированная
Шлифованная
Горячая прокатка
Кованная
C
f
1,0
0,89
0,94  0,0046 TS  8,37 10 6  Т S 
2
0,75  4,06 103  TS  7,58 10 6  Т S 
Т S - предел прочности материала.
182
2
Значение коэффициента
формуле:
C
T
, учитывающего температуру вала, рассчитывается по
460  Т
при Т 160 F и C 1,0 при Т 160 F ,
620
где: Т АТ - рабочая температура, F
C
АТ
АТ
T
Значение коэффициента
формуле:
C
T
DY
АТ
, учитывающего смещение вала, рассчитывается по
F l 3
,
C 
EI
DY
где: F – сопротивление текучей радиальной среды; l – длина вала; Е – модуль эластичности
материала вала; I – момент инерции.
Значение коэффициента
рассчитывается по формуле:
C
SC
, учитывающего концентрацию нагрузок на пазы вала,
0,2
1 r / d 
 0,3   D 
C 
 

 r/d   d 
,
DY
где: r – радиус паза; D – исходный диаметр вала; d – переходный диаметр вала.
В табл. 2 приведены типовые значения множителей для различных пазов вала.
Таблица 2. Фактор концентрации нагрузки для пазов вала
h/r
h/D
0,1
0,5
1,0
2,0
0,05
1,10
1,45
1,60
2,00
0,10
1,00
1,27
1,40
1,70
0,20
1,00
1,10
1,20
1,31
0,30
1,00
1,10
1,10
1,20
4,0
2,05
2,00
1,60
1,35
6,0
2,25
1,75
1,48
8,0
2,00
1,55
Анализ модели (1) в соответствии с принятой классификацией [4], позволил
сформировать следующую классификацию параметров и коэффициентов модели
интенсивности отказов для группы «Валы», приведенную в табл. 3.
Таблица 3. Классификация параметров и коэффициентов модели интенсивности отказов
Ед.
Обозначение
Наименование
Значение
Примечание
измерения
1
2
3
4
5
Параметры ТУ
N
Количество циклов до отказа
ТУ на вал
Рабочая температура
ТУ на вал
Т АТ
Сопротивление
текущей
F
фунт
ТУ на вал
радиальной среды
l
Длина вала
дюйм
ТУ на вал
Модуль
эластичности
Е
фунт/дюйм2 ТУ на вал
материала
r
Радиус паза
дюйм
ТУ на вал
183
D
d
C

f
SH ,B
TS
Исходный диаметр вала
дюйм
Переходный диаметр вала
дюйм
Параметры режима применения
Шероховатость
поверхности
вала
Эмпирические коэффициенты
Базовая интенсивность отказов
Из БД
ч-1
вала
Предел прочности
Из БД
фунт/дюйм2
ТУ на вал
ТУ на вал
ТЗ на
аппаратуру
NSWC2011/LE10
ТУ
на
материал
На основании табл. 3 ведется разработка базы данных для этого класса. Пользователю
необходимо будет ввести данные из ТЗ и характеристики режима применения. Если в БД нет
необходимых данных, то пользователю будет выведено окно, в котором необходимо внести
все данные «вручную».
Литература
1.
Маркин, А.В. Методы оценки надёжности элементов механики и электромеханики
электронных средств на ранних этапах проектирования. / А.В. Маркин, С.Н. Полесский, В.В.
Жаднов. // Надёжность. - 2010. - № 2. - с. 63-70.
2.
Полесский, С. Обеспечение надёжности НКРТС. / С.Н. Полесский, В.В. Жаднов. LAMBERT Academic Publishing, 2011. - 280 с.
3.
NSWC-2011/LE10. Handbook of Reliability prediction Procedures for Mechanical
Equipment.
4.
Zhadnov, V. Methods and means of the estimation of indicators of reliability of mechanical
and electromechanical elements of devices and systems. / V. Zhadnov. // Reliability: Theory &
Applications: e-journal. - 2011. - Vol. 2, No 4. - р. 94-102.
5.
Монахов, М.А. Разработка базы данных по характеристикам надежности
механических элементов. / М.А. Монахов. // Наука и образование в развитии промышленной,
социальной и экономической сфер регионов России. V Всероссийские научные
Зворыкинские чтения: сб. тез. докл. Всероссийской межвузовской научной конференции.
Муром, 1 февр. 2013 г. - Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2013.
[Электронный ресурс]: 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
6.
Монахов, М.А. Разработка баз данных для расчета интенсивности отказов
механических элементов в системе АСОНИКА-К-СЧ. / М.А. Монахов. // Сборник трудов VI
Международной научно-практической конференции учащихся и студентов: в 2 ч. Протвино: Управление образования и науки, 2013. - ч. 2.
7.
Монахов, М.А. Разработка базы данных программного комплекса АСОНИКА-К для
расчета надежности радиоэлектронной аппаратуры с учетом механических элементов. / М.А.
Монахов. // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых
специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ. Тезисы докладов. - М.~: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2013.
184
ПРОГРАММНАЯ, ИНФОРМАЦИОННАЯ И МЕТОДИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА
РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ
Кизим А.В.
(Волгоградский Государственный Технический Университет)
The software, information and methodological support for the rational using of an
equipment. Kizim A.V.
There basic stages of software, information and methodological support for the rational
using of equipment described. Solutions of investigated problem showed.
Проблема и задача обеспечения эффективной организации технического обслуживания
и ремонтов (ТОиР) производственного оборудования имеет достаточно большое значение.
Сущность проблемной ситуации заключается в том, что отсутствует единая программноинформационная и методическая платформа обеспечения надежной работы промышленного
оборудования, исследования и разработки по организации ТОиР оборудования
машиностроительной отрасли недостаточно развиты. При этом отсутствуют готовые
решения обеспечения максимальной работоспособности оборудования на протяжении всего
его жизненного цикла, включающие комплексную системную формализацию, постановку и
решение задач по организации работы ремонтно-эксплуатационных служб, мониторинга
состояния промышленного оборудования, определения сроков его ремонта, обеспечения его
рационального обсуживания и ремонта, минимизирующего затраты предприятий, и
программно-информационную и методическую поддержку этих задач.
Работа посвящена созданию на основе системного подхода методологии, включающей
совокупность моделей, методов и методик организации рационального обслуживания и
ремонта общепромышленного оборудования в целях минимизации потерь от простоев и
затрат на организацию работы ремонтных служб.
Проведено исследование существующих моделей представления знаний о
технических системах в процессе проектирования и эксплуатации для различных задач,
возникающих на протяжении жизненного цикла технических систем. В качестве основы
модели представления знаний о структуре и функционировании технических систем выбрана
параметрическая функциональная модель параметрической функциональной структуры
(ПарФС). ПарФС описывает строение и функциональность системы и построение ее
реализаций. Произведено уточнение и расширение модели для ее применения на стадиях
проектирования и эксплуатации технических систем. Полученные результаты позволяют
судить о том, что модель ПарФС позволяет строить не только модели описания строения и
функционирования технических систем, но и организационных систем, а также процессов.
Это особенно ценно при описании комплекса эксплуатационных знаний о процессе,
объектах, субъектах и инструментах, составляющих процесс обеспечения работоспособного
функционирования технических систем.
Процессы ТОиР формализованы в виде моделей IDEF0 и IDEF3. В работе [1]
первоначально проведено исследование и разработана методика автоматизации ремонтных
работ предприятия. При этом в недостаточной мере было уделено внимание моделям и
описанию реализации методов. Создание методологии выполняется с учетом этого.
Для повышения эффективности ТОиР обосновано применение сбалансированных
показателей и ключевых показателей эффективности (KPI). Разработаны модели KPI ТОиР.
Сформирован банк ключевых показателей ТОиР. Формализованы основные стадии
итеративной организации системы ТОиР на основе KPI: 1) Разработка или
усовершенствование системы KPI. 2) Проведение работ ТОиР оборудования. 3) Сбор данных
и расчет показателей KPI. 4) Проведение оптимизации работ системы ТОиР оборудования.
185
Для агрегации знаний об объектах, субъекта, задачах ТОиР и методах их решения
производится построение свода знаний об организации ТОиР [2]. Для хранения знаний
первоначально были разработаны реляционные модели представления в БД информации о
ТОиР промышленного оборудования, организационной структуре предприятий и прочей
необходимой информации, которые послужили основой для разработки онтологических
моделей. Использование онтологий позволяет концентрировать знания о предметной области
ТОиР, а также отслеживать отношения между объектами и понятиями. База данных системы
и онтология регулярно пополняются. Онтология регулярно пополняется новыми знаниям
специалистов. Эти требования анализируются на непротиворечивость и вносятся в
хранилище знаний в виде новых фрагментов знаний, которые используются для поддержки
ТОиР.
Разработаны частные онтологические модели представления эксплуатационных
знаний о технических системах. Построены и исследованы онтологии предметных областей
для таких классов технических систем, как промышленное оборудование, компьютерная
техника, оргтехника. Проведено исследование их свойств на тестовых примерах описания
структуры и ТОиР технических систем. Разработаны такие информационные модели, как
модель описания представления структуры и функций технических систем, а также
проектных и эксплуатационных знаний; онтологические модели областей поддержания
эксплуатации, технического обслуживания и ремонта технической системы. Определен
состав задач для использования полученных моделей в процессах эксплуатации,
технического обслуживания и ремонта оборудования. Ведется исследование границ
применимости онтологических моделей.
Моделирование процесса технического обслуживания и ремонта оборудования
ведется с использованием мультиагентных технологий. Для мониторинга, организации
взаимодействия и упрощения процесса управления объектами схожей структуры
используются агенты, объединяемые в мультиагентную систему (МАС). Агент является
сложной системой, которая может быть основана на интеллектуальных методах, внутри
системы мультиагентного взаимодействия. По причине разнородности и различного
территориального расположения дорожно-строительных машин и оборудования является
обоснованным применение агентных технологий для решения задач ТОиР. Агенты обладают
характеристиками, которые делают их незаменимыми в задачах ТОиР. Способность
правильно реагировать на динамически изменяющиеся условия делает многоагентные
системы гибкими для их использования при обслуживании дорожной техники, так как
дорожно-ремонтная машина довольно автономна, и ситуация в ней меняется динамически.
Агенты обладают свойствами гибкости, расширяемости и отказоустойчивости. В МАС
задачи распределены между агентами, каждый из которых рассматривается как член группы
или организации. Распределение задач предполагает назначение ролей каждому из членов
группы, определение меры его ответственности и требований к опыту.
Спроектирована многоагентная система сбора данных и управления эксплуатацией
оборудования, позволяющая решать задачи функционирования агента в изменяющейся
среде, построения распределенной системы сбора и предварительной обработки данных, а
также параметрического управления техническими объектами.
Для организации программной, информационной и методической поддержки
технического обслуживания и ремонта производственного оборудования разработана
многоуровневая архитектура системы поддержки ТОиР АСТОР [3]. При реализации система
была разделена на две архитектурные составляющие:
платформа (ядро системы,
обладающее основным функционалом для хранения, отображения и изменения данных) и
конфигурация
(набор метаданных и элементов пользовательского интерфейса,
предназначенных для реализации потребностей конкретной бизнес-задачи). При разработке
архитектуры было сделано выделение следующих опорных точек: структура метаданных;
метаданные; ядро пользовательского интерфейса. Структура метаданных – описание способа
186
хранения и структуры метаданных. Данный элемент прорабатывается при разработке
архитектуры и является алгоритмическим ядром для бизнес-решений, построенных на
данной платформе. Под метаданными подразумевается описание структуры данных в БД.
Метаданные описывают, какие объекты присутствуют в данном бизнес-решении, как они
взаимосвязаны и как они модифицируются. Ядро пользовательского интерфейса – набор
библиотек, разработанных для максимального упрощения создания пользовательского
интерфейса под конкретные бизнес-решения. Данная реализация архитектуры позволила
централизовать и скрыть работу с данными в системе. Это позволяет разработчику
конкретного бизнес-решения акцентировать внимание на алгоритме работы бизнес-решения
и не отвлекаться на мелкие технические задачи. Были разработаны элементы
пользовательского интерфейса для работы со справочниками, позволяющие стандартизовано
отображать и работать со всеми справочниками. Открытая библиотека включает в себя
реализованные классы для работы со справочниками без визуального отображения, что
позволяет разработчику не углубляться в структуру БД и дает возможность работать со
справочниками без написания SQL-запросов.
Внедрение системы поддержки ТОиР АСТОР ведется в учебном процессе и процессах
ТОиР промышленных предприятий, о чем имеются соответствующие акты; получены
свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта
№ 13-01-00798 а.
Литература
1. Кизим, А.В. Исследование и разработка методики автоматизации ремонтных работ
предприятия / А.В. Кизим, Н.А. Линев // Изв. ВолгГТУ. Серия «Актуальные проблемы
управления, вычислительной техники и информатики в технических системах»: межвуз. сб.
науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2008. - Вып. 4, № 2. - C. 43-45.
2. Кизим, А.В. Establishing the maintenance and repair body of knowledge: comprehensive
approach to ensuring equipment maintenance and repair organization efficiency / Кизим А.В. //
Book of industry papers, poster papers and abstracts of the CENTERIS 2013 - Conf on Enterprise
Information Systems / ProjMAN 2013 -International Conf on Project MANagement / HCist 2013 International Conf on Health and Social Care Information Systems and Technologies (Lisbon,
Portugal, 23-25 October, 2013) / Polytechnic Institute of Cavado and Ave [et al.]. - Lisbon, 2013. P. 85.
3. Кизим, А.В. Модернизация системы программно-информационной поддержки
технического обслуживания и ремонта оборудования / А.В. Кизим, Е.В. Чиков //
Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе
(IT+SE`10). Майская сессия (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20-30 мая 2010 г.) : матер.
XXXVII междунар. конф. и дискуссионного науч. клуба: прилож. к журн. "Открытое
образование" / РАН [и др.]. - Б/м, 2010. - C. 44-46.
МЕТОДОЛОГИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ НЕГОСУДАРСТВЕННЫМ
ОБРАЗОВАНИЕМ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Паршин А. В.
(РИЗП)
The methodology of public administration by a non-State entity in the Russian
Federation. Parshen A.V
Analyses the redundancy and inconsistency of law education. It is proposed to establish a
clear, simple system that could last for decades without any corrections and additions.
187
В теоретическом исследовании проблем управления образованием, можно
выделить несколько подуровней организации знания: частные теоретические модели и
законы, выступающие в качестве теорий ограниченной области; развитые научные теории,
которые включают частные теоретические законы в качестве следствий. Теоретические
знания организуются вокруг применяемой модели образования, а также теоретического
закона и обусловливают строение модели основанной на знаниях. Но все эти исследования
могут оказаться лишь предложениями по улучшению механизма применения существующей
нормативно-правовой базы, но тем, ни менее их следует обсуждать и на основе этого вносить
конструктивные предложения в процесс совершенствования управления образованием. По
мнению управленцев из сферы образования наше российское образование сохранило свои
главные, основные конкурентные преимущества. Высшая школа продолжает выдавать
качественный продукт, востребованный и крупными компаниями – и нашими, и мировыми,
и научными центрами.
Очень важно признать и факт, что в непростые времена в стране удалось сберечь
лучшие традиции, преемственность и качество высшего образования – во многом, конечно
же, благодаря работе профессоров, преподавателей, коллективов высших учебных
заведений. По-хорошему это та основа, которая позволяет стране ставить новые задачи,
совершенствовать высшую школу в соответствии с требованиями времени, запросами
общества и задачами национального развития. Существует опасение, что если сегодня не
предпринять попытки внедрить в российскую систему образования новый подход,
ориентированный на развитие инноваций, никакого инновационного пути развития у России
не будет. В развитии процесса управления инновациями в высшей школе сегодня, к
сожалению, больше формалистики, чем реальных изменений. Конечно, получение статуса
инновационного статуса не только престижно, но и приносит материальные преимущества.
Однако существо инновационности в образовании намного более
сложно, чем
соответствие некоторым формальным требованиям. Прежде всего, оно касается тех, кто
будет учить инновациям, - профессорско-преподавательского состава. Ведущие вузы страны
предпочитают приглашать зарубежную профессуру, однако, и отечественные ученые знают
и умеют делать тоже самое, просто к ним никогда не предъявлялись подобные требования.
Проблемы в системе образования только начинаются. Введение системы «бакалаврмагистр» в России может негативно отразиться на качестве подготовки не только
выпускников вуза, но и профессорско-преподавательского состава. Считаю, что только
специалист может подготовить выпускника с высшим образованием. Отстаиваю систему
подготовки специалистов именно потому, что за 4 года бакалавриата дать фундаментальное
образование невозможно и к тому же бакалавра никто не собирается в учебном процессе
приобщать к научно-исследовательской деятельности. Не все просто и с воплощением идей
Болонского процесса, который предполагает 3-х и 4-х годичную подготовку бакалавров, при
этом страны Восточной Европы в основном ориентируется на 3 года, а Россия, почему то на
4. Станет ли возможной при этом интеграция, и в частности академическая мобильность
студентов ради которой все и преобразуется. Думаю – будут трудности. Кстати заметить в
Европе, например к юристам особое отношение и на них не распространяются требования
Болонской декларации. В нашей стране их, почему то «много лишних» и, следовательно,
подготовка специалистов переключена на балавриат. По-видимому российский гибрид
«бакалавр-магистр» недолговечен хотя бы потому, что Болонская декларация – это
пожелание, которое следует избирательно использовать, ведь несостоятельность советской
системы образования еще ни кому не удалось доказать.
Уже сейчас предстоит сконцентрировать усилия на развитии в вузах исследовательской
деятельности, приобщении к ней студентов и преподавателей, рассматривая эту
составляющую учебной работы как приоритетную. Сейчас нужно предлагать студентам не
только учебные задачи, но и участие в реализации прикладных проектов. Опыт Ростовского
института защиты предпринимателя показывает, что
студенческие проекты
188
разрабатываются с энтузиазмом и польза от этого несомненная имеется. Для вузов не будет
трудностей в этом деле, если сами они станут играть весомую роль в работе различных
кластеров, технопарков и корпоративных R&D центров. В условиях сегодняшнего развития
информационных технологий уже не обязательно располагаться в территориальной близости
к заказчикам тех или иных разработок, нужно лишь иметь с ними постоянный контакт, и как
следствие, договор. Очевидно, каждый вуз должен иметь в своем составе не просто сектор
НИР, а полноценный Центр исследований и разработок. К этому подталкивает Мониторинг
вузов и Росстат в соответствии с требованиями которых все образовательные учреждения
уже давно должны отчитываться не только о наличии представления о НИОКР, но и
реальных ее результатах, хотя в штате научных работников и не предполагается.
В процессе модернизации современного законодательство в сфере образования
вполне определенно обнаруживается избыточность и противоречивость правового
регулирования. Конституционно-государственный подход представляет образование как
созданную, поддерживаемую и управляемую государством систему, обеспечивающую
реализацию права граждан на образование. Рыночный подход сводит образование к услуге,
предоставляемой в соответствии с экономическим законом взаимодействия спроса и
предложения. Выбор между двумя подходами не сделан, а уклоняться от выбора и создавать
конструкцию сочетающую в себе оба подхода – по-видимому нельзя. Конструкция
функционировать не будет из-за противоречий. Почти никто не сомневается в том, что
нужна четкая, понятная система, которая могла бы прослужить не один десяток лет без
исправлений и дополнений. Мне как, ректору частного вуза, представляется целесообразным
развивать рыночный подход в образовании. Через 5-6 лет после затухания интереса
российских государственных вузов к автономным образовательным учреждениям, думаю,
что появится возможность перевода государственных образовательных учреждений в ранг
частных, минуя стадию автономных образовательных учреждений. В области высшего и
среднего специального образования исчезнут привилегии государственных образовательных
учреждений в связи с обязательным финансированием из бюджетов. Все образовательные
учреждения окажутся в равных условиях на рынке образовательных услуг. Качество
подготовки выпускников станет решающим фактором по тем профессиям, которые
востребованы на рынке труда. Самые успешные учебные заведения смогут претендовать на
государственный заказ и обучать талантливую молодежь за деньги государства. При таком
варианте исключается теперешнее распыление бюджетных средств по множеству
неэффективных образовательных учреждений. Образовательные учреждения, получившие
деньги под государственный заказ, смогут поддержать европейский уровень образования.
Иные образовательные учреждения будут существовать по принципу «достаточные знания
за достаточные деньги обучающихся».
СОЦИАЛЬНОЕ ПАРТНЕРСТВО КАК УСЛОВИЕ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА
ПОДГОТОВКИ КАДРОВ
Недбаев Д.Н.
(НЧОУ ВПО АСПИ)
Social partnership as a condition for rising of staff training`s quality. Nedbaev D.N.
The article is provided the possibility of new forms of reading strategies and social
partnership through cooperation with educational institutions actors of the labor market that gives
the organizational integrity and completeness of functional training that meets the requirements of
employers and their associations. The author offers understanding of organizational reality and the
possibilities of professional-public accreditation of primary and secondary professional educational
programs. The program of social partnership "Start Career" is presented.
189
В современном мире приоритеты работодателя в области кадровой политики
сместились от профессиональных умений и навыков специалиста в область ключевых
профессиональных компетенций, личностно развивающих траекторий подготовки по заказам
работодателя. При этом образовательный менеджмент превращается в инструмент
компетентного решения социально-педагогических и экономических проблем, а социальное
партнёрство становится необходимым условием формирования заказа на подготовку
высококвалифицированных кадров.
В настоящее время отсутствует целенаправленная система организации
взаимодействия образовательных организаций с работодателями, что в свою очередь создает
ряд социальных и экономических проблем трудоустройства молодежи, подготовки кадров,
отвечающих современным требованиям рынка труда. В этой связи возникает необходимость
создания модели социального партнерства и реализации программы, обеспечивающей
реальное трехуровневое социальное партнерство образовательных организаций и
работодателей,
имеющих
целью
подготовку
высокопрофессиональных
и
конкурентоспособных кадров.
На основании Концепции долгосрочного социально-экономического развития
Российской Федерации на период до 2020 года нами была разработана программа
социального партнерства «Старт карьеры» в целях социальной поддержки молодежи и
выпускников учебных заведений, повышения качества подготовки кадров и их
конкурентоспособности на рынке труда, оказания помощи молодым людям на этапе
вхождения в сферу профессиональной деятельности, а также в их дальнейшем карьерном
росте. Данная программа направлена на:
 преодоление несоответствия уровня подготовки кадров требованиям работодателей;
 создание усовершенствованной модели формирования профессиональной структуры
кадров с учётом предлагаемых образовательных и профессиональных стандартов;
 внедрение методов комплексного планирования объемов и структуры подготовки
кадров на основе анализа прогнозных потребностей региона в трудовых ресурсах по всем
уровням профессионального образования;
 разработку проектов по привлечению работодателей и инвесторов к подготовке
кадров на разных этапах обучения;
 выявление и развитие молодых талантов, и создание условий для их
профессионального становления и карьерного роста.
В рамках реализации программы «Старт карьеры»
выполняется комплекс
мероприятий, направленных на повышение эффективности системы взаимодействия
образовательных организаций с работодателями по обеспечению рынка труда
конкурентоспособными кадрами. Среди них:
1. Создание усовершенствованной модели подготовки квалифицированных
и
конкурентоспособных кадров, что требует перевода студента из объектного в субъектное
положение, то есть в позицию активного профессионального саморазвития, позволяющую
проектировать студенту свое личностное и профессиональное развитие на разных этапах
вузовского обучения.
2. Разработка проектов по привлечению работодателей и инвесторов к подготовке
кадров на разных этапах вузовского обучения. Возможна кооперация образовательного
процесса вуза и работодателей в области:
а) учебно-методической и учебно-исследовательской деятельности (выполнение
выпускных квалификационных работ по тематике предприятия и их публичная защита;
привлечение ведущих специалистов предприятия к учебному процессу: проведению лекций
и семинарских, практических занятий, руководству различными видами практики;
совместная работа по созданию учебно-методического сопровождения практик и стажировок
с целью внесения в каждую основную образовательную программу механизма
формирования у студентов конкретных профессиональных компетенций; организация и
190
проведение практик (стажировок), согласно графика; участие в научно – практических
конференциях для обсуждения достижений сотрудничества и задач перспективного
развития; оценка качества образования со стороны предприятий через участие в работе
государственных аттестационных комиссий, в различного рода профессиональных
конкурсов)
б)
научно-исследовательской
деятельности
(создание
банка
данных
профессиональных задач; проведение интернет-конференций, форумов и вебинаров по
вопросам трудоустройства; регистрация прав интеллектуальной собственности; опрос
(анкетирование, беседа, интервью) работодателей по профилю профессиональных
компетенций). Проведение исследований по выявлению потребностей обучающихся и их
семей в образовательных услугах, проведение конкурсов профессионального мастерства
среди студентов старших курсов;
3. Разработка, экспертиза и профессионально-общественная аккредитация
образовательных и профессиональных программ, основанных на компетентностном подходе
и профессиональных стандартах, с прямым участием объединений работодателей
(разработка образовательных программ «под заказ»; развитие содержания образования с
учётом предложений работодателей; участие в обновлении требований к профессиональным
компетенциям востребованных специалистов. Внедрение в образовательный процесс
инновационных технологий.
4.Создание системы профессиональной ориентации молодежи, включая организацию
радио- и телепередач, публикаций в печатных СМИ, а также социальных сетях,
ориентированных на повышение престижа востребованных профессий. Эффективными
формами воспитательной и профориентационной работы являются: публикации репортажей
о выпускниках вуза, ведущих работодателях, результатах практики и других форм
взаимодействия;
проведение
тематических
встреч
«Люди
дела»;
совместная
профориентационная и консультационная работа с обучающимися; проведение
профтестирования со школьниками с целью определения их склонности к определенным
профессиям; проведение предметных олимпиад среди обучающейся молодежи и поддержка
одаренных детей.
5. Проведение процедуры подтверждения соответствия квалификации выпускников
образовательных
организаций
требованиям
общероссийских
и
региональных
профессиональных стандартов с участием объединений работодателей; последующее
трудоустройство. Наиболее эффективным формам разработки практико - ориентированного
компонента подготовки студентов с учетом требований рынка труда являются тематические
производственные экскурсии и профессиональные конкурсы; круглые столы и научнопрактические конференции (например: «Образование и работа: взаимные ожидания»);
индивидуальные консультации совместно с работодателями, направленные на подготовку
молодежи к вступлению в профессиональную жизнь; семинары - презентации организаций
(например: «Поиск работы и построение карьеры»); Дни карьеры с участием представителей
служб базовых предприятий; участие в ярмарках вакансий рабочих мест; кадровый
маркетинг и мониторинг эффективности трудоустройства выпускников вуза и текучести
кадров организации; создание банка данных выпускников вуза и прием их в клуб
выпускников (о работе клуба выпускников Ресурсность Успешность Личность (РУЛь) см.
www.аспи.ru.); вручение трудового паспорта выпускника и сертификатов работодателей;
размещение на вузовском сайте и сайте предприятия профессиограмм специальностей и
направлений подготовки, а также информации о трудоустройства выпускников прошлых лет.
6. Повышение квалификации и переподготовка работников образовательных
организаций в системе базовых центров с пользованием механизмов, модульнонакопительной системы и зачетных единиц по индивидуальным карьерно – образовательным
траекториям. Формирование корпоративной культуры в профессии. Наиболее
результативными формами работы является систематическое проведение тематических
191
тренингов, семинаров и обучающих программ как для студентов вуза (составление резюме,
сопроводительных и рекомендательных писем; самопрезентация и собеседование с
работодателем; технологии отбора персонала и оформления на работу; адаптация в новом
трудовом коллективе), так и для работников предприятия (самоменеджмент; проведение
организационно-деловых игр по повышению мотивации труда и личной ответственности)
7. Проведение мониторинговых исследований системы профессионального
образования различной направленности, издание научно-методической и информационной
литературы по всем направлениям реализации программы «Старт карьера».
Социальное партнерство образовательной организации и работодателей можно
рассматривать как дополнительный обучающий ресурс, который оказывает влияние на
содержание обучения и на качество профессиональной подготовки студентов вуза. Мы
полагаем, что в складывающихся условиях создание института социального партнерства
будет способствовать решению таких важных проблем как:
 разработка концептуальных основ социального партнерства образовательных
организаций и работодателей основных отраслей экономики и других социальных отраслей,
центрами занятости;
 согласование программ подготовки кадров с текущими запросами рынка труда и
перспективами их потребностей;
 снижение дефицита квалифицированных кадров по профессиям и специальностям,
имеющим спрос на современном рынке труда;
 внедрение сформированных с участием работодателей образовательных и
профессиональных программ, инновационных образовательных и информационных
технологий;
 внедрение новых форм, механизмов независимой оценки и контроля качества
образования с привлечением профессиональных объединений и общественных организаций;
 кооперирование образовательной организации с работодателями и их
объединениями для формирования устойчивых двухсторонних связей по трудоустройству
выпускников, поддержанию образовательной системы
 повышение открытости и прозрачности деятельности образовательной организации
для потребителей и заказчиков;
 создание эффективной системы подготовки, переподготовки и повышения
квалификации высококвалифицированных кадров;
 внедрение технологий студенческого карьерного тьюторинга и системы карьерного
менеджмента выпускников.
 оптимизация процессов профессиональной адаптации выпускников.
Остается надеяться, что опыт социального партнерства в рамках программы «Старт
карьера» позволит реализовывать связь всех трех уровней партнерства более технологично и
содержательно, а сама программа будет востребована как работодателями, так и
образовательными организациями.
ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА ОБРАЗОВАНИЯ КАК РЕСУРС
ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ВУЗА
Недбаева С.В.
(НЧОУ ВПО АСПИ)
Psychological practice of education as a resource for innovative development of the high
school. Nedbaeva S.V.
At present, the formation has a new task to build a new “social organization of life” in its
territory that would help each person to obtain, and find himself. This changes the mission of
education and enhances the role of psychological practice.
192
The components of psychological practice of education were the idea of subjectivity of the
individual and its humanization, preserving the integrity of the person, the possibility of its selfdevelopment, self-actualization and transformation under the influence of special education
technology. Substantial characteristics of psychological practice are mediated by specificity of the
social sphere in which it is used - in this case by the field of education.
Современное образование России сопровождается серьезными инновационными
изменениями. Они связаны с тем, что возникла необходимость приблизиться к
общеевропейской уровневой модели образования. В рамках проводимых мероприятий
затрагиваются вопросы создания системы контроля качества образования, введения системы
кредитов или зачетных единиц, новой формы документов, новых правил поступления. Но все
это в целом касается организационных проблем (срок образования) и мало что решает в
содержательном аспекте образования. Затрагиваются вечные вопросы: «Чему и как учить?»
(содержание и технологии образования), «Кого учить?» (мотивация студентов) и «Кто
учит?» (уровень квалификации педагога).
В настоящее время перед образованием стоит новая задача: построение новой
«социальной организации жизни», помогающей каждому человеку найти и обрести себя
самого. Это меняет миссию образования и определяет направленность его реформ.
Становится понятным, что она должна быть направлена не столько на виды и типы
образовательных учреждений, сколько на растущую и обучающуюся личность. Для этого
необходимо расширить возможности компетентного выбора каждой личностью своего
образовательного маршрута, карьеры и жизненного пути, а также создание условий,
необходимых для осуществления ее саморазвития. Стратегически перспективным является
понимание образовательной среды как системы влияний и условий формирования личности,
а также возможностей для ее развития, содержащихся в социальном и пространственнопредметном окружении. Чем больше и полнее личность использует возможности среды, тем
более успешно происходит ее свободное и активное саморазвитие (Э.Ф. Зеер).
Человек сам выбирает свой образовательный и профессиональный путь, и надо сделать
так, чтобы этот выбор был возможен. Ни одна образовательная траектория не должна быть
тупиковой. При этом педагогу сегодня отводится новая роль – стать социальным
архитектором образа жизни растущей личности. Сензетивным в этом плане является
юношеский возраст. К сожалению, студенческий возраст мало представлен в современных
исследованиях. Но в большинстве работ, посвященных проблемам подготовки
профессионалов, будущий специалист рассматривается как субъект деятельности,
самостоятельно ставящий цели деятельности и определяющий средства их достижения,
задающий взаимодействие профессорско-преподавательского состава. Причём студент
выступает не только как субъект, но как контролер и даже менеджер образования. Уже на
этапе вузовского образования студент способен определить свой образ жизни, приводя его в
соответствие с образом мира. Важнейшим для специалиста-профессионала является
самопознание, самовоспитание, самореализация. Для этого можно использовать
инновационные психологические практики. Данный вид практики выделен по способам
использования психологических знаний в решении конкретных задач, в частности
инновационных.
Инновации в образовательной деятельности – это использование новых знаний,
приемов, подходов, технологий для получения результата в виде образовательных услуг,
отличающихся социальной и рыночной востребованностью.
Инновационная психологическая практика может рассматриваться как вид
инновационной деятельности. Следовательно, структуру ее и виды можно соотнести со
структурой и видами деятельности, а исходной точкой анализа в психологической практике
может выступать категория действия или последовательность действий по преобразованию
научной идеи в конкретный продукт (услугу, технологию) и его практическое использование
193
конечным потребителем.
Любая инновация предполагает одновременное развитие трех процессов:
 преобразование новшества в нововведение;
 технологический трансферт, т.е. передачу технологий от источника новых знаний к
потребителю инновации (продажа патента, лицензии, технологии, создание малого
предприятия для реализации и передачи технологии и проч.)
 коммерциализацию новшества (результатов научных исследований, ноу-хау и др.).
Схема любого предназначения включает: этапы полного цикла создания
инновационного продукта: зарождение идеи; предварительная экспертиза (обоснованный
вывод о востребованности инновации, созданной на основе этой идеи рынком); предварительное
бизнес-планирование (финансовое обоснование инвестирования в создание инновации);
проектирование изделия (подготовка рабочей документации, необходимой для организации его
производства); опытно-экспериментальная отработка изделия (создание экспериментального
образца, выдержавшего тестовые производственные и рыночные испытания); окончательное
бизнес-планирование (финансовое обоснование инвестирования производства нового изделия);
производство (выпуск коммерческого инновационного продукта); передача инновации на рынок
- и
условия (инвесторы, участвующие в финансировании разработки и создания
инновационного продукта; инфраструктура поддержки инновационной деятельности;
производитель инновационного продукта; потребитель инновационного продукта).
Эффективность инновационной психологической практики образовательной
деятельности вуза зависит от ответов на такие вопросы, как:
- разработка и внедрение в образовательный процесс учебно-методических и научнометодических материалов и прежде всего организации и методического сопровождения
самостоятельной работы студентов. Жизнь требует внедрения в учебный процесс современных
инновационных форм и технологий реализации программ профессионального образования всех
уровней. Одной из форм организации образовательного процесса является модульное обучение.
Здесь возможны два варианта. Первый предполагает представление каждой дисциплины в виде
последовательности отдельных логически связанных между собой модулей. Каждый модуль
оценивается определенным количеством баллов (зачетных единиц, кредитов), сумма которых
соответствует полному освоению дисциплины студентом. Второй вариант допускает
объединение родственных дисциплин в модули учебного плана, что влечёт более тесные
логические и содержательные связи между дисциплинами учебного плана. Переход на
модульную систему является одним из направлений повышения качества подготовки кадров.
Последнему в значительной мере способствует расширяющееся внедрение в образовательный
процесс инновационных образовательных технологий, в том числе компьютерных и
дистанционных, а также развитие и совершенствование информационной базы;
- ориентация на потребности личности и современную жизнь страны, формирование
жизненных установок личности. Этому будет способствовать введение в содержание
образовательного процесса вечных ценностей, основой которых является личностная и
творческая индивидуальность, эрудированность в вопросах науки и культуры, способность
ориентироваться в изменяющемся жизненном пространстве;
- использование инновационных образовательных технологий студентов, активизации
их творческой деятельности в образовательном процессе вуза. Внедряемые в настоящее
время личностно-развивающие технологии основаны на субъектной позиции участников
образовательного процесса, ориентации на развитие и саморазвитие его личности; создание
условий для самореализации и самоопределения личности, установлении субъектсубъектных отношений в системе «преподаватель-студент»;
- взаимодействие вуза с образовательными учреждениями и социальными партнерами.
В настоящее время в развитии и оценке качества образования, а также разработке
образовательных стандартов все активнее участвуют представители общественных
организаций и работодатели. В условиях глобального финансово-экономического кризиса
194
происходит определенная корректировка позиций бизнеса по отдельным проектам, а в
концептуальном отношении сотрудничество с высшей школой осуществляется со
сложнопрогнозируемой динамикой развития рынка труда.
Реализации концепции непрерывного профессионального образования служит
совершенствование традиционных и введение новых образовательных программ в
соответствии с заказами предприятий и организаций. Этому способствует сложившиеся
связи выпускающих кафедр вуза с предприятиями города и края, где работают выпускники.
Анализ потребностей работодателей, изучение современного состояния учебных дисциплин
помогают определить требуемые компетенции и должный уровень подготовки выпускников,
а структура учебных планов позволяет включать в них по решению вуза соответствующие
учебные дисциплины за счет национально-регионального компонента и дисциплин по
выбору студентов.
В связи с тем, что в последнее время значительно уменьшается возможность
трудоустройства выпускника как временного, так и после окончания вуза, в вузах работают
центры, содействующие трудоустройству студентов, регулярно проводятся ярмарки
профессий с приглашением работодателей, профессиональные конкурсы. Целесообразно
согласовать с работодателями содержание теоретического и практического обучения
студентов на старших курсах, перечень оборудования, используемого в обучении и
производственном процессе, при необходимости внесения корректив.
Следует отметить ведущиеся в вузе работы по внедрению системы рейтинговой оценки
студентов. Такая система позволяет отследить все стороны деятельности каждого студента и
получить на выходе паспорт выпускника, что может сыграть важную роль в процессе его
трудоустройства.
На решение этих вопросов оказывает большое влияние социально-экономическая
нестабильность высшей школы России, вызванная углублением демографического спада,
кризисными явлениями в экономической сфере, изменениями в правилах приема в вузы и др.
Действия вуза в этой критической ситуации могут быть различными:
 ориентирование вуза на минимальные риски с использованием имеющегося опыта
научно-педагогической деятельности;
 стратегия направленная на диверсификацию вуза, развитие сотрудничества с бизнесструктурами;
 интегрированное использование обоих вариантов.
Базовые уровни образования должны быть сориентированы на тенденции построения
современной модели образования, связанные с решением задач инновационного развития
экономики, реализацией механизма передачи технологий от науки в экономику путём
активного сотрудничества между наукой, производством, властью и потребителем,
реализацию учеными права интеллектуальной собственности.
Существует еще одно ресурсное направление в развитии и становлении инновационных
психологических практик – профессиональные кадры. Необходимы специалисты, способные
создать и реализовать механизм трансферта новых технологий в хозяйственный оборот и
сферу потребления, обладающие инновационным мышлением, готовностью к
исследовательской и профессиональной деятельности, социальным оптимизмом.
Подготовить таких специалистов может только вуз, преподаватели которого сами активно
занимаются инновационной деятельностью в образовании, науке и практике.
195
ВОЗМОЖНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ИННОВАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА
СОТРУДНИКОВ КОМПАНИИ
Пищик В.И., Варенникова Ю.
(НОУ ВПО ИУБиП)
The possibility of measuring innovation potential of employees Pishchik V.I.,
Varennikov Y.
The purpose of the study is to explore the innovative potential of employees in terms of
innovation. Methodological tools: Methodology "the Structure of work motivation" K. of cravciuc.
The method of diagnosing the degree of willingness to take risks, Schubert. Methodology Indicator
strategies of coping with stress" Demirhan. The method of "Innovative potential".
The results show that in most cases, employees use all of their personal resources to overcome
stress situation all employees use the strategy of avoidance is the ability of a person to escape from
solutions to impending problems by avoiding problematic situations. Managers try to independently
resolve problems and difficult situations, this allows you to make their own decisions and to grow
professionally. To identify innovation potential sales managers, we used the technique of
"Innovative potential". In our study significant differences between the groups were not identified.
Для создания эффективной системы стимулирования сотрудников в условиях принятия
инноваций, нами были проведены исследования, на основе которых были получены данные
о инновационном потенциале сотрудников компании. Эмпирическое исследование
проводилось в компании ЗАО «Интермедсервис» среди менеджеров по продажам. Общий
объем выборки составил 50 человек, из которых 17 мужчин и 33 женщины.
Цель исследования изучить инновационном потенциале сотрудников компании в
условиях инновации. Методический инструментарий: Методика «Структура мотивации
трудовой деятельности» К. Замфир. Методика диагностики степени готовности к риску Г.
Шуберта. Методика «Индикатор стратегий преодоления стресса» Д.Амирхана. Методика
«Инновационный потенциал».
В начале нашего исследования главный менеджер отдела продаж разделил своих
сотрудников по профессиональным достижениям. Критерием разделения послужили
количества продаж и их общая сумма за 3 месяца работы. В первую группу вошли
менеджеры, имеющие высокие показатели продаж, а во вторую группу вошли менеджеры
имеющие средние показатели.
Исследование проходило в несколько этапов. На первом этапе мы диагностировали
трудовую мотивацию каждого сотрудника.
Соотношение трех компонентов мотивации ВМ, ВПМ и ВОМ состовляет структуру
мотивационного комплекса. Первый мотивационный комплекс, оптимальный с точки зрения
эффективности, характеризуется тем, что доминирует внутренняя мотивация, внешняя
положительная выражена в меньшей степени, а внешняя отрицательная занимает
минимальное место ВМ > ВПМ > ВОМ.
Два других типа мотивационного комплекса являются менее эффективными и
отличаются местом в общей структуре комплекса внешней положительной мотивации. В
одном случае она занимает ведущее место ВПМ > ВМ > ВОМ. В другом - последнюю
позицию ВМ > ВОМ > ВПМ.
В ходе проведения методики были получены следующие показатели среднего значения
по обеим группам испытуемых: 1 группа:- коэффициент внутренней мотивации = 3,92; коэффициент внешней положительной мотивации = 3,26; - коэффициент внешней
отрицательной мотивации = 3,7;
2 группа: - коэффициент внутренней мотивации = 3,90; - коэффициент внешней
положительной мотивации = 3,3; - коэффициент внешней отрицательной мотивации = 3,76.
Из этого следует, что у сотрудников компании преобладает внутренняя мотивация
196
к труду, самой низкой является внешняя положительная мотивация. При внутренней
мотивации награду за свои действия человек, что называется, «имеет в самом себе»: чувство
собственной компетенции, уверенность в своих силах и намерениях, удовлетворение от
своего труда, самореализации. Внутреннюю мотивацию усиливает положительная обратная
связь в форме похвалы, одобрения и т.п. Внешняя мотивация зависит от отношений человека
со средой. Она регулируется внешними психологическими и материальными условиями
деятельности. Также можно отметить, что удовлетворенность трудом продавцовконсультантов имеет средний уровень, которая влияет на эмоциональную нестабильность.
Риск понимается как действие наудачу в надежде на счастливый исход или как
возможная опасность, как действие, совершаемое в условиях неопределенности. Готовность
к риску мы исследовали с помощью методики «Диагностика степени готовности» Г.
Шуберта.
В результате исследования обе группы получили средние показатели. Первая группа
набрала – 0,08, вторая группа – 0,92.
Это исследование показывает, что в среднем готовность к риску в этой компании имеет
средний показатель. Также можно проследить тенденцию снижения степени готовности с
возрастом. Более молодые менеджеры имеют высокий уровень, который снижается с
увеличением возраста.
Для диагностики базисных копинг-стратегий поведения используемых индивидом для
преодоления стрессовых ситуаций мы использовали методику Д. Амирхана «Индикатор
копинг-стратегий». В результате нашего исследования обе группы получили схожие
показатели.
Первая группа: Стратегия разрешения проблем – 27,56; Стратегия поиска социальной
поддержки – 21,72; Стратегия избегания – 16,32.
Вторая группа: Стратегия разрешения проблем – 27,52; Стратегия поиска социальной
поддержки – 21,84; Стратегия избегания – 16,52.
Результаты исследования показывают, что в большинстве случаев сотрудники
используют все свои личностные ресурсы для преодоления стрессовых ситуаций. Сравнивая
показатели в обеих группах, значимых различий выявлено не было. Меньше всего
сотрудники используют стратегию избегания - способность человека уходить от решения
надвигающихся проблем путем избегания проблемной ситуации. Менеджеры компании
стараются самостоятельно разрешать проблемы и сложные ситуации, это позволяет
принимать собственные решения и расти в профессиональном плане. Для выявления
инновационного потенциала менеджеров по продажам мы использовали методику
«Инновационный потенциал». В результате нашего исследования значимых различий между
группами выявлено не было. Сравнивая показатели всех работников, в общем
инновационный потенциал равен 0,78.
Из данного исследования можно сделать вывод, что менеджеры по продажам
компании ЗАО «Интермедсервис» имеют выше среднего инновационный потенциал. Это
говорит о том, что работники компании готовы не только принимать нововведения со
стороны руководителей, но и проявлять инициативу для увеличения эффективности работы
своего отдела. Менеджеры заинтересованы в повышении качества продукции, в
переобучении и в участии инновационных изменений.
В результате проведенного корреляционного анализа по всем параметрам: трудовая
мотивация, степень готовности к риску, базисные стратегии преодоления стресса и
инновационный потенциал в первой группе было выявлено несколько значимых
положительных связей (приложение Р). Была получена корреляционная связь между
шкалами методики трудовой мотивации: внутренняя мотивация и внешне положительная
мотивация (r=-0,415). Эта связь показывает, что у сотрудников компании при увеличении
внутренней мотивации снижается внешне положительная мотивация. Анализ данных
показал, что между внешней положительной мотивацией и внешне отрицательной
197
мотивацией также есть корреляционная связь (r=-0, 425). Это показывает, что при
увеличении внешне положительной мотивации снижается внешне отрицательная мотивация.
Для сотрудников компании внешне положительные мотивы являются более эффективными и
более желательными, чем внешне отрицательные мотивы.
Результаты корреляционного анализа показали наличие положительных связей
между инновационным потенциалом и базисными стратегиями поведения в стрессе. Шкала
разрешения проблем имеет положительную корреляционную связь с инновационным
потенциалом (r=0,649). Это показывает тот факт, что чем выше показатели по шкале
«разрешение проблем» у менеджеров по продажам, тем более высокий инновационный
потенциал они имеют. Сотрудники готовы прилагать собственные усилия для повышения
эффективности работы компании. Базисная стратегия поиска помощи социальной поддержки
взаимосвязи с инновационным потенциалом (r=0,406) показывает на готовность работать в
команде для достижения общих целей.
Корреляционный анализ второй группы показал наличие нескольких корреляционных
связей. Получена связь между шкалами методики трудовой мотивации: внутренняя
мотивация и внешне положительная мотивация (r=-0,415). Эта связь показывает, что у
сотрудников компании при увеличении внутренней мотивации снижается внешне
положительная мотивация. Менеджеры по продажам обладают внутренними стимулами,
которые мотивируют их в работе.
Наличие положительной связи между шкалой «разрешение проблем» и
инновационным потенциалом (r=0,334) показывает о стремлении сотрудников повысить
эффективность работы благодаря своей инициативе и самостоятельности.
Результаты корреляционного анализа показали отсутствие значимых показателей с
методикой «Степень готовности к риску». Это может свидетельствовать о том, что
готовность к риску не влияет на трудовую мотивацию и инновационный потенциал
менеджеров по продажам.
Для того, чтобы организация успешно развивалась, была конкурентоспособной и без
особых усилий внедряла инновации, необходимо создать эффективную модель
стимулирования сотрудников.
На базе проведенных исследований можно создать эффективную модель
стимулирования менеджеров по продажам компании ЗАО «Интермедсервис». Определив
структуру мотивации и инновационный потенциал отдельных сотрудников и коллектива в
целом необходимо использовать систему рычагов, активизирующих те или иные мотивы в
зависимости от конкретной ситуации.
198
ОГЛАВЛЕНИЕ
Кофанов Ю.Н., Шалумов А.С.
АСОНИКА – необходимый инструмент разработчика высоконадежной электронной
аппаратуры………………………………………………………………………………….
Сашников Т.К.
Практика создания и сертификации средств криптографической защиты
информации в Пензенском филиале ФГУП «НТЦ «Атлас»……………………...........
Поярков В.Н.
ОАО «Болховский завод полупроводниковых приборов» – разработки, перспективы
развития и импортозамещение……………………………………………….....................
Поярков В.Н., Кшенский О.Н., Турин В.О.
Моделирование статических и динамических характеристик мощного биполярного
транзистора, устойчивого к облучению быстрыми нейтронами………………………..
О.Н. Кшенский
Влияние излучения космоса на характеристики оптоэлектронных коммутаторов –
твердотельных аналогов реле……………………………………………………………..
Саленков Н.А.
Методика расчета показателей надежности бортовой аппаратуры спутника связи с
учетом качества изготовления ………………………………………………..……
Корчагин Е.Н., Колобов А.Ю.
Проблемные вопросы прогнозирования и подтверждения надежности космических
аппаратов длительного функционирования……………………………………………
Кофанов Ю.Н., Веселов С.Ю., Еремин А.В.
Печатный узел приёмника дифференциальных сигналов……………………………………
Корчагин Е.Н., Асюшкин В.А., Колобов А.Ю., Дикун Е.В.
Оценка надежности разгонного блока «Фрегат» по результатам эксплуатации……..
Дворников К.А., Вавилов Д.В., Козлов М.Г.
Система
исследовательского
моделирования
функционирования
многофункциональной РЛС……………………………………………………………….
Благовещенский Ю.Н.
Разработка и настройка комплекта нестандартного оборудования для проведения
полевых испытаний цифровых радиорелейных станций…………………………….…
Кофанов Ю.Н., Нечаев И. А.
Обеспечение показателей надёжности радиоэлектронных блоков и печатных узлов
методом компьютерного моделирования тепловых процессов………..………..……
Исаевский Н.Е., Сотникова С.Ю.
Автоматизация моделирования тепловых процессов в радиоэлектронных средствах
с применением подсистемы АСОНИКА-Т …………………………………………….
Семененко А.Н., Кофанов Ю.Н.
Разработка автоматизированной подсистемы идентификации теплофизических
параметров материалов…………………………………………………………………….
Николаев Н.Н.
Проектирование концетратора fxs/pri/ip методом моделирования и создания
чертежей на основе технических требований…………………………………...……….
Глущенко П.В.
Интеллектуальный мультиагентный диагностико-прогнозирующий комплекс
(ИМДПК) сети электроэнергетики………………………………………………………..
199
3
9
11
11
12
13
15
16
17
19
20
21
22
23
24
25
Шубакова О.А.
Повышение эффективности управления организацией на основе менеджмента
рисков…………………………………………………………………................................
Ахрамович И.Л.
Проблемы создания надежно функционирующих электронных систем военного
назначения, содержащих коммерческие электронные компоненты и программное
обеспечение…………………………………………………………………………………
Феофилов Е.И.
Многофункциональная
автоматизированная
система
учета
потребления
энергоносителей и контроля качества электроэнергии…………………………..........
Феофилов Е.И., Сухинин Б.В.
Оценка методической погрешности при учете расхода энергоносителей……………..
Киселева Т.В., Маслова Е.В.
Некоторые аспекты управления рисками ИТ-сервиса…………………………………...
Константиновский В.М., Храмов М.Ю.
Методы прогнозирования надежности……………………….…………………………...
Козлов Д.Н., Борисовский Д.В., Николаев Ю.Л.
Система очистки балластных вод от биологических загрязнений……………………...
Пухлий В.А., Лепеха О.Г., Померанская А.К.
Об одном подходе к решению задач магнитоупругости пластин и оболочек………..
Смирнова Е.И., Резаев Р.О.
Формализация постановки обратной задачи и алгоритм ее решения для
наполненных композитов………………………………………………………………….
Красников А.К., Щербаков Н.С.
Исследование системы массового обслуживания с деградацией………..……………..
Красников А.К., Красникова В.А., Матис С.В.
База знаний оценок эффективности функционирования систем массового
обслуживания………..………..………..………..………..………..………..……………..
Клейменов В.В.
Разработка программного обеспечения для расчета паспортных данных
акселерометров лазерного гирокомпаса ЛГК-4 с целью калибровки при серийном
производстве………..………..………..………..………..………..………..………………
Барбул Р.Н., Гайдай Т.Я., Соколов Ю.А.
Технологии исследования качества и надежности в среде сопровождения
космических проектов……………………………………………………………………...
Сашников Т.К., Юранов Ю.Г.
Технология проектирования технических систем на основе применения системных
подходов, ориентированных на модели………………………………………………….
Шухова У.В.
Интеллектуальная система комплексной обработки данных для повышения
эффективности
информационной
поддержки
оператора системы
управления специального назначения………..………..………..………..………..…….
Хетагуров Я.А.
Новый экономичный метод проверки правильности работы управляющих систем….
Мишин Ю.Н., Новичков В.М.
Оценка эффективности и проведение технологического эксперимента при
проектировании тензорезисторов на основе моносульфида самария………..…………
Ксенафонтов А.А., Лавров К.Ю.
Пути построения неоднородной многопроцессорной вычислительной системы с
учетом специальных требований корабля………..………..………..………..…………..
200
27
30
33
35
36
39
40
43
45
46
47
48
49
51
52
53
54
55
Князев В.В.
Система интеллектуальной поддержки режима конфиденциальности информации в
сетях военно-промышленных предприятий………..………..………..………..………..
Пилкин А.Е., Киселевич В.П.
Сравнительный анализ зарубежных и отечественных принципов разработки
продукции………..………..………..………..………..………..………..………..………..
Новичков В.М., Соколов А.А.
Организация диагностического обеспечения для приборного комплекса
беспилотного летательного аппарата………..………..………..………..………………..
Новичков В.М., Новичков Б.М.
Подготовка авиационного топлива к заправке в летательный аппарат………..……….
Новичков В.М., Ширшаков А.Е., Савкин Л.В.
Многоуровневая реконфигурация в аппаратном диагностическом обеспечении
бортовых комплексов управления современных космических аппаратов………..……
Батуев В.П. Шелков Е.А.,
Математическое моделирование пенометаллических элементов ударозащиты РЭС…
Андреева О.Н.
Результаты исследований обработки информации оператором системы
специального назначения………..………..………..………..………..………..………….
Кузнецов С.Е.
Ранжирование программного кода путем при его анализе на отсутствие уязвимостей
Самойленко Н.Э., Небольсин С.В., Литвиненко А.В.
Поддержка оптимального проектирования РЭС специального назначения в
Proengineer………..………..………..………..………..………..………..………..………..
Самойленко Н.Э., Вандышева Я.В., Пацева А.В.
Комплекс средств автоматизации планирования и обработки результатов испытаний
на базе Microsoft Excel………..………..………..………..………..………..……………..
Борисовский Д.В., Николаев Ю.Л., Козлов Д.Н.
Практический опыт разработки компонентов е-навигации………..………..………….
Шевчук В. П.
Динамические погрешности вычислительных систем реального времени…………….
Поколодина Е.В.
Проблемы эффективности и безопасности информационных систем организаций
МО РФ…………………………………………………………………...………..………...
Витков М.Г.
Оптимизация временного ресурса при планирования НИР и ОКР………..………….
Платонов М.Д., Турутин А.В.
Обучение студентов автоматизированному проектированию печатных плат с
тепловым расчетом………..………..………..………..………..………..………..……….
Илларионов А.В.
Комплекс средств поддержки выработки замысла процесса боевого применения
роботизированных комплексов морского базирования………..………..………..……..
Солодовникова Е.М., Клименко Т.С.
Автоматизированная информационная система управления проектами………………
Максимова Н.С., Насыров А.Р., Григорьева Н.П.
Использование 3D-принтера и обратного матричного литья при изготовлении
опытных образцов………..………..………..………..………..………..………..………...
Лизунов К.А., Илларионов А.В., Дворников К.А.
Моделирующий комплекс для прогнозирования эффективности применения
автономных необитаемых подводных аппаратов при решении противоминной
задачи………..………..………..………..………..………..………..………..………..……
201
57
60
62
64
65
66
67
70
71
72
73
75
78
79
80
81
83
84
85
Клименко Т.С.
Процесс разработки программного обеспечения учебно-тренировочного комплекса
для подготовки операторов телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов..
Милованов М.А., Илларионов А.В.
Комплекс средств моделирования для отработки взаимодействия корабельного
радиоэлектронного оборудования………………………………………………………
Атлин Н.М., Суслова О.Е., Турецкий А.В.
Методы тестирования радиоэлектронных модулей……………………………………...
Атлин Н.М., Суслова О.Е., Турецкий А.В.
Вибрационные испытания надежности паяных соединений радиоэлектронных
модулей……………………………………………………………………………………...
Хорошайлова М.В.
Обеспечение целостности сигналов при проектировании высокопроизводительных
вычислительных устройств………………………………………………………………..
Башкиров А.В., Муратов А.В., Свиридова И.В.
Исследование эффективности узкополосной технологии передачи данных по
электросетям……………………………………………………………………………….
Остроумов И.В., Ромащенко М.А.
Особенности решения задач ЭМС для систем с фазоманипулированными
сигналами…………………………………………………………………………………...
Глотов В.В.
Низкие и высокие частоты для стерео системы………………………………………….
Панычев С.Н., Питолин В.М., Самоцвет Н.А., Серегин А.А.
Обзор методов обнаружения и подавления средств мобильной сотовой связи……….
Науменко Ю.С.
Особенности обеспечения производительности вычислений при моделировании
помехоустойчивых низкоплотностных кодеков в гетерогенных системах…………..
Громов И.Ю., Кожевников А.М.
Программа синтеза систем обеспечения тепловых режимов радиоэлектронной
аппаратуры………..………..………..………..………..………..………..………..……….
Невелев В.А.
Системный подход
к компьютерному моделированию в стратегическом
планировании
экономической
эффективности
реальных
инвестиций
в
инновационную сферу транспортного комплекса России………..………..……………
Ксенофонтов А.А., Ксенофонтов А.С., Москаленко Л.А.
Анализ
налоговых
поступлений
субъектов
Южного
федерального
округа………………………………………………………………………………………..
Ксенофонтов А.С.
Моделирование диффузии примеси в турбулентной стратифицированной среде…….
Пухлий В.А., Сагайдак М.Д., Стоянов В.У., Померанская А.К.
Оценка устойчивости плотины чернореченского водохранилища к воздействию
опасных факторов природного, техногенного и террористического характера….......
Лапина Е.И., Жаркова Н.В., Монахов В.П.
Каталогизация электронной компонентной базы в процессе выполнения опытноконструкторских работ. Результаты, проблемы и пути их решения ………..………….
Медведев Д.В., Хунов Т.Х., Полесский С.Н.
Исследование модели интенсивности отказов механических элементов класса
«трубопроводы»…………………………………………………………………………….
Лушпа И.Л., Сотникова С.Ю.
Исследование механических и тепловых характеристик корпуса цвм40 (левого)…..
202
86
89
91
94
96
97
99
101
102
105
107
110
111
113
115
118
120
122
Скоробогатов В.С., Данилов Ю. М., Пачевский В. М., Сычев И.В.
Обоснование режимов шлифования кремния……………………………………………
Скоробогатов В.С., Данилов Ю. М., Пачевский В. М., Сычев И.В.
Обоснование режимов шлифования кварца……………………………………………...
Скоробогатов В.С., Данилов Ю. М., Сычев И.В.
Охлаждающая жидкость для шлифования кварца……………………………………..
Скоробогатов В.С., Данилов Ю. М., Сычев И.В.
Очистка полупроводниковых пластин……………………………………………………
Скоробогатов В.С., Данилов Ю. М., Сычев И.В.
Свойства сталей для оборудования электронной промышленности………………….
Лазарев Д.В., Союстова А.О.
Технология и методическое обеспечение расчётной оценки стойкости
радиотехнических систем различного назначения к мощным преднамеренным
электромагнитным воздействиям…………………………………………………………
Лазарев Д.В., Тесленко А.А.
Применение автоматизированных систем электродинамического моделирования для
формирования базы данных по расчётным характеристикам стойкости
радиоэлектронных средств к силовым электромагнитным воздействиям…………….
Хакулов В.А., Ксенофонтов А.С., Сыцевич Н.Ф.
Аппаратно-программный комплекс формирования потока руды по крупности…….
Ксенофонтов А.С., Москаленко Л.А. Малкандуев Ю.А.
Совершенствование подготовки специалистов инженерных направлений на основе
развития инновационной инфраструктуры в кабардино-балкарском государственном
университете………………………………………………………………………………..
Дейнеко С.В.
Анализ
факторов появления и разработка рекомендаций по выявлению
несанкционированных врезок на магистральных нефтепроводах……………………...
Абрамченко В.В., Данилов П.В., Повх В.И.
Информационные технологии в системе государственного мониторинга земель
сельскохозяйственного назначения……………………………………………………….
Крамаров С.О., Храмов В.В., Повх В.И.
Формирование
цифровых
план
схем
территорий
с
объектами
сельскохозяйственного назначения на основе базы знаний при дистанционном
зондировании земной поверхности……………………………………………………….
Храмов В.В.
Методы и модели обнаружения и распознавания объектов сельскохозяйственного
назначения при дистанционном зондировании земной поверхности………………….
Миронова O.A.
Дистанционный мониторинг земель сельскохозяйственного назначения для
обеспечения продовольственной безопасности региона………………………………..
Литвинова И.Н.
Социально-экономическая значимость использования инновационных спутниковых
технологий в аграрном секторе……………………………………………………………
Лукасевич В.И.
Субоптимальное оценивание возмущенных эфемерид навигационных спутников…..
Ковтун О.Г., Храмов В.В.
Способ контроля правильности выполнения алгоритмов бортовым компьютером
при дистанционном зондировании земной поверхности………………………………..
Соломатин Б.Н.
Методические и алгоритмические средства повышения эффективности
идентификации сложных систем при дистанционном зондировании земли…………..
203
125
128
131
133
136
137
140
143
145
146
148
150
151
153
154
156
157
158
Вострокнутов И.E., Розанов Д.С.
Современные технологии в подготовке инновационных кадров для региональной
экономики…………………………………………………………………………………..
Харченко В. Н.
Методология развития конкурентных кластеров в сфере образования……………….
Кравченко О.Ю., Акперов И.Г.
Информационно-коммуникационные технологии как составляющая активного
управления регионом………………………………………………………………………
Акперов И.Г.
Развитие инновационной деятельности в интересах системной модернизации
экономики регионов………………………………………………………………………..
Киянова Л. Д.
Совершенствование
механизма
управления
развитием
экономики
аграрноориентированого региона…………………………………………………………
Брюханова Н.В., Светашев С.С.
Проблемы и перспективы применения технологий активного управления
инновационным развитием региона в условиях нестабильной среды………………..
Чекмарева Г.И.
Новые подходы к применению таможенных процедур: "Переработка под
таможенным контролем, переработка на таможенной территории" в рамках
Таможенного Союза………………………………………………………………………..
Джамурзаев Ю.Д., Мусаелян А.К.
Налоговое
стимулирование
инновационной
деятельности
в регионе…………………………………………………………………………………….
Cергиенко Л.С.
Моделирование сложных социально-экономических систем на основе теории
нечетких множеств…………………………………………………………………………
Исаева Е.А.
Конвергенция инвестиционного климата муниципальных образований региона (на
примере ростовской области)……………………………………………………………..
Дынник Д.И.
Разработка системы показателей оценки комплексного социально-экономического
развития региона…………………………………………………………………………...
Гусейнова Г.Ш.
Формирование инновационного ландшафта как основы концепции управления
социально-экономическим развитием региона………………………………………….
Литвинова Т.И.
Программно – целевой метод как инструмент стимулирования инновационной
деятельности региона……………………………………………………………………...
Медведев Д.В., Хунов Т.Х., Полесский С.Н.
Исследование модели интенсивности отказов механических элементов класса
«Электродвигатели»………………………………………………………………………..
Хунов Т.Х., Медведев Д.В., Полесский С.Н.
Исследование модели интенсивности отказов механических элементов класса
«Валы»………………………………………………………………...................................
Кизим А.В.
Программная, информационная и методическая поддержка рациональной
эксплуатации оборудования……………………………………………………………….
Паршин А. В.
Методология государственного управления негосударственным образованием в
Российской Федерации…………………………………………………………………….
204
159
162
164
165
166
167
169
171
173
174
175
176
177
178
182
185
187
Недбаев Д.Н.
Социальное партнерство как условие повышения качества подготовки кадров……..
Недбаева С.В.
Психологическая практика образования как ресурс инновационного развития вуза..
Пищик В.И., Варенникова Ю.
Возможности измерения инновационного потенциала сотрудников компании……..
Юрий Николаевич Кофанов
СИСТЕМНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАДЁЖНОСТИ,
КАЧЕСТВА, КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ,
ИНФОРМАЦИОННЫХ И ЭЛЕКТРОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТАХ
(ИННОВАТИКА – 2014)
Рецензенты:
1. Данилин Н.С. – д.т.н., проф, начальник отдела ФГУП «РНИИ Космического
приборостроения».
2. Сахаров Ю.С. – д.т.н., проф, МГТУ МИРЭА.
Литературный редактор: Кофанов Ю.Н.
Технический редактор: Ахрамович И.Л.
Корректор: Сотникова С.Ю.
Компьютерный набор Платонов М.Д.
Подписано в печать 21.09.2014. Формат 60x84/16
Бумага типографская.
Усл. печ. л. 12,0. Уч.-изд. л. 12,2. Тираж 150 экз.
Заказ 8. Изд. №9
205
189
192
196